β-咔啉生物碱是从新疆药用植物骆驼蓬（Peganum harmala）中分离出来的一种活性成分。在中医草药配方中，用骆驼蓬种子来治疗肿瘤由来己久。近年来，天然来源和人工合成的β-咔啉生物碱因为具有多重药理活性，而吸引了众多研究者的目光。自从1979年顺铂作为抗肿瘤药物进入临床以来，过渡金属配合物的合成以及抗肿瘤活性、机理研究激起了科学家们极大的兴趣，目的在于寻找比顺铂毒性低，但是与之活性相当甚至比其活性更好的药物。但是由于铂类药物只对一部分肿瘤有效以及毒性、耐药性等缺陷，极大地限制了这类药物的发展。近年来研究者把目光转向了非铂类药物的开发，钌配合物便是其中的佼佼者，迄今为止已经有两个药物分别于1999年和2003年进入临床。　　 基于上述的研究背景，该博士后出站报告在前人工作的基础上，合成了一系列的β-咔啉的金属钌配合物，并详细研究了它们的抗肿瘤机理。　　 论文共分为四章：　　 第一章为绪论，简要介绍了癌症的起因以及治疗方法、β-咔啉生物碱的抗肿瘤机理以及研究进展、过渡金属抗肿瘤药物的发展历史以及研究现状、含有生物活性的配体的金属配合物的抗肿瘤研究进展以及本课题的选题意义。　　 第二章中，我们合成了三个通式为[Ru（N-N）2（Norharman）2]（SO3CF3）2的配合物，其中N-N=2，2-bipyridine（bpy，1），1，10-phenanthroline（phen，2），4，7-diphenyl-1，10-phenanthroline（DIP，3）；Norharman（9H-pyrido[3，4-b]indole）是一种天然来源的β-咔啉生物碱。所有的配合物都经过质谱、核磁以及元素分析等手段进行表征。其中，我们还通过X-射线衍射得到了配合物1和2的晶体结构。接下来，我们详细研究了这些配合物作为潜在抗肿瘤药物的性质，包括细胞对药物的吸收、体外抗肿瘤活性以及诱导肿瘤细胞凋亡的能力。在对所选的4个细胞株的体外MTT筛选中，所有配合物均表现出比顺铂强的抗肿瘤活性。进一步研究表明，它们能将细胞阻滞在G0/G1期，并通过导致线粒体功能丧失以及提高活性氧物质（ROS）水平的途径来诱导HeLa细胞凋亡。　　 第三章中，我们发现以一个β-咔啉衍生物为配体的一系列Ru（Ⅱ）配合物，[Ru（N-N）2（1-Py-βC）]（PF6）2（N-N=2，2-bipyridine（bpy，4），1，10-phenanthroline（phen，5），4，7-diphenyl-1，10-phenanthroline（DIP，6）；1-Py-βC=1-（2-pyridyl）-β-carboline）能同时诱导肿瘤细胞的自噬和凋亡。这些配合物能够很快进入肿瘤细胞并透过核膜，而且在体外活性筛选中表现了很突出的抗肿瘤活性。其中，配合物6对Hela细胞的抑制能力为顺铂的约9倍。这些配合物的抗肿瘤活性和它们的亲脂亲油系数、进入细胞的能力以及体外DNA损伤能力相关。它们能以ROS-依赖的方式同时诱导自噬和线粒体介导的凋亡。进一步研究表明，它们所诱导的自噬是作为一种保护机制而存在的。　　 第四章中，合成了2个新的β-咔啉生物碱衍生物1-Qu-βC和1-Im-βC，并合成了它们与金属钌形成的6个新的配合物。其中，我们还对1-Qu-βC和其对应的配合物8进行了晶体结构分析。细胞定位实验表明，这些配合物能定位于细胞中RNA富集的位置，如核仁中，以含1-Im-βC配体的配合物13尤为明显。配合物8-13在体外活性实验中，表现出很突出的抗肿瘤活性，其抗肿瘤活性顺序遵循[Ru（N-N）2（1-Py-βC）]2+<[RuN-N）2（1-Qu-βC）]2+<[Ru（N-N）2（1-Im-βC）]2+的规律，说明官能团的存在能使β-咔啉生物碱和钌多吡啶配合物的协同作用进一步增强。对其中效果最好的配合物13诱导细胞死亡的机制研究表明，它也是通过诱导凋亡而发挥抗肿瘤作用的。