该研究由多位作者共同完成，主要作者包括Paul T. Wilder、David J. Weber、Angela Winstead等。研究团队来自多个机构，包括美国马里兰大学医学院的生物化学与分子生物学系、摩根州立大学的化学系、加州大学圣地亚哥分校的化学系等。该研究发表于《Molecular and Cellular Biochemistry》期刊，最终编辑版本于2018年4月发布。
该研究的主要科学领域是抗癌药物的开发，特别是针对乳腺癌的金属基药物。研究背景基于铂类药物（如顺铂）在长期使用后产生的副作用和肿瘤耐药性问题。铼（Rhenium）基配合物因其较低的毒性而被认为是一种有潜力的抗癌药物。研究团队合成了一系列新型有机铼磺酸盐和羧酸盐配合物，并评估了它们在激素依赖性MCF-7和激素非依赖性三阴性MDA-MB-231乳腺癌细胞中的抗癌活性。
研究的主要目的是探索这些新型铼配合物的抗癌潜力，特别是通过DNA结合机制来抑制癌细胞生长。研究团队希望通过这些配合物的结构-活性关系（SAR）研究，找到比现有药物更有效且副作用更小的抗癌药物。
研究流程包括以下几个主要步骤：
研究团队通过Mandal的合成方法，合成了12个系列的有机铼磺酸盐和羧酸盐配合物。这些配合物的合成基于五碳醇和二氧化碳的存在下，将Re2(CO)10与α-二亚胺反应生成五碳醇碳酸酯配合物，随后与磺酸或羧酸反应生成目标配合物。合成的配合物通过红外光谱（FT-IR）、核磁共振（NMR）和X射线晶体学进行了表征。
为了研究这些配合物与DNA的相互作用，研究团队进行了紫外-可见光谱滴定（UV-Vis titrations）、循环伏安法（Cyclic Voltammetry, CV）、凝胶电泳和粘度测量。通过这些实验，研究团队发现这些配合物与DNA之间存在部分嵌入（intercalation）作用，且其抗癌活性与化合物的亲脂性（lipophilicity）呈正相关。
研究团队使用Alamar Blue法评估了这些配合物对MCF-7、MCF-10A和MDA-MB-231乳腺癌细胞的细胞毒性。实验结果表明，部分配合物对乳腺癌细胞表现出极强的细胞毒性（IC50 < 0.500 μM），且对正常细胞的毒性较低。
研究团队生成了大量的实验数据，主要包括： - 合成与表征数据：通过FT-IR、NMR和X射线晶体学确认了配合物的结构。 - DNA结合数据：通过UV-Vis滴定、CV、凝胶电泳和粘度测量，发现这些配合物与DNA之间存在部分嵌入作用，且结合常数（Kb）在10^4–10^5 M^-1范围内。 - 细胞毒性数据：部分配合物对MCF-7和MDA-MB-231乳腺癌细胞表现出极强的细胞毒性，IC50值在纳摩尔范围内。
该研究的主要结论是，这些新型有机铼磺酸盐和羧酸盐配合物通过与DNA的部分嵌入作用，表现出显著的抗癌活性，特别是在激素依赖性和非依赖性乳腺癌细胞中。这些配合物的低毒性和高抗癌活性使其成为潜在的抗癌药物候选者。
研究的科学价值在于为抗癌药物的开发提供了新的思路，特别是通过金属配合物的设计来克服现有药物的耐药性和副作用问题。此外，该研究还展示了铼配合物在抗癌药物中的潜力，为未来的药物开发提供了重要的实验依据。
研究团队还指出，这些铼配合物的抗癌活性与其亲脂性密切相关，这为未来的药物设计提供了重要的指导。此外，研究团队还通过X射线晶体学确认了部分配合物的平面结构，进一步支持了其与DNA的嵌入作用。
总的来说，这项研究为抗癌药物的开发提供了新的方向，特别是通过金属配合物的设计来克服现有药物的局限性。