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Angew：Akkaya院士團(tuán)隊(duì)腫瘤微環(huán)境響應(yīng)型內(nèi)過(guò)氧前藥
來(lái)源：大連理工大學(xué) 2022-10-18
導(dǎo)讀：近日，精細(xì)化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室Akkaya院士團(tuán)隊(duì)在單線態(tài)氧的精準(zhǔn)控釋及應(yīng)用取得了新的進(jìn)展。通過(guò)將前期工作開(kāi)發(fā)的外源性氟離子促發(fā)和腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的單線態(tài)氧控釋機(jī)制有機(jī)結(jié)合，本項(xiàng)工作實(shí)現(xiàn)了無(wú)需外源性刺激參與的，萘類(lèi)內(nèi)過(guò)氧中單線態(tài)氧的精準(zhǔn)調(diào)控。
發(fā)展高水平癌癥治療手段是醫(yī)藥領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。光動(dòng)力治療（PDT）作為一種創(chuàng)傷小、定域化的治療方式為癌癥治療提供了新的思路。在占據(jù)主導(dǎo)地位的光動(dòng)力II型反應(yīng)中，光照射光敏劑產(chǎn)生的單線態(tài)氧（1O2）是治療主體，但腫瘤特殊的低氧環(huán)境限制著單線態(tài)氧的產(chǎn)率，而光源有限的穿透能力也制約著光動(dòng)力治療對(duì)深處腫瘤的殺傷效果。重新詮釋光動(dòng)力治療，體外產(chǎn)生單線態(tài)氧并將其遞送于病灶將有效解決上述問(wèn)題。單線態(tài)氧可以通過(guò)[4+2]環(huán)加成反應(yīng)與蒽、吡啶酮或萘反應(yīng)生成內(nèi)過(guò)氧化物。內(nèi)過(guò)氧化物在一定條件下可以發(fā)生逆環(huán)加成反應(yīng)釋放單線態(tài)氧，內(nèi)過(guò)氧化物作為單線態(tài)氧載體為癌癥治療提供了全新思路。Akkaya院士在前期工作中，將BODIPY光敏劑和吡啶酮結(jié)合，構(gòu)建了在光照和非光照下均可釋放單線態(tài)氧的抗癌體系（Angew. Chem. Int. Ed.,2016,55, 2875）。為解決單線態(tài)氧的控釋問(wèn)題，Akkaya院士開(kāi)發(fā)了近紅外光遙控（Angew. Chem. Int. Ed.,2016,55, 3606）、外源性氟離子促發(fā)（Chem. Commun.,2019,55, 13808）和腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的（Chem. Commun.,2020,56, 14793）單線態(tài)氧控釋機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了單線態(tài)氧的精準(zhǔn)調(diào)控和癌癥治療。
近日，精細(xì)化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室Akkaya院士團(tuán)隊(duì)在單線態(tài)氧的精準(zhǔn)控釋及應(yīng)用取得了新的進(jìn)展。通過(guò)將前期工作開(kāi)發(fā)的外源性氟離子促發(fā)和腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的單線態(tài)氧控釋機(jī)制有機(jī)結(jié)合，本項(xiàng)工作實(shí)現(xiàn)了無(wú)需外源性刺激參與的，萘類(lèi)內(nèi)過(guò)氧中單線態(tài)氧的精準(zhǔn)調(diào)控。利用三甲基硅烷（TMS）構(gòu)建穩(wěn)定的萘類(lèi)內(nèi)過(guò)氧化物（單線態(tài)氧釋放半衰期108小時(shí)，37°C），引入氟源（二氟甲基）和腫瘤微環(huán)境響應(yīng)單元（硝基），通過(guò)腫瘤過(guò)表達(dá)的硝基還原酶還原分子中的硝基，促發(fā)了氟離子的釋放和分子內(nèi)反應(yīng)斷裂TMS基團(tuán)，進(jìn)而活化內(nèi)過(guò)氧化物（單線態(tài)氧釋放半衰期小于1小時(shí)，37°C），實(shí)現(xiàn)了單線態(tài)氧的快速、集中釋放。細(xì)胞外/內(nèi)單線態(tài)氧釋放實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞凋亡結(jié)果均驗(yàn)證了這一新型單線態(tài)氧機(jī)制的精準(zhǔn)性和高效性。本工作充分利用腫瘤微環(huán)境開(kāi)發(fā)內(nèi)過(guò)氧前藥，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)過(guò)氧化物中單線態(tài)氧的精準(zhǔn)控釋?zhuān)瑸榉ρ跄[瘤治療提供了新思路并推動(dòng)了智能分子設(shè)計(jì)和疾病治療中的應(yīng)用。研究成果近日發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed.并被選為VIP和Frontispiece。文章第一作者為大連理工大學(xué)博士研究生吳浩，通訊作者為Akkaya院士和王磊副教授。該項(xiàng)目得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和遼寧省“興遼英才計(jì)劃”項(xiàng)目的支持。參考資料：http://chemeng.dlut.edu.cn/info/1039/11799.htm
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