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刘志博课题组报道放疗驱动的活体剪切化学



近日,德国应用化学Angewandte Chemie以卷首论文形式在线发表了北京大学应用化学系刘志博课题组的成果:External RadiationInduced Local Hydroxylation Enables Remote Release of Functional Molecules in Tumors(外源辐射驱动的局部羟基化实现瘤内功能分子的遥控释放DOI: anie.202005612。该研究发现了可被核辐射选择性脱除保护基,借助荧光分子在试管、细胞动物模型上分别验证了该剪切化学的有效性。通过该方法有望实现放疗驱动的化疗药物精确释放,进而对癌症治疗带来关键性突破。

 

近来,主动激活的活体剪切化学发展迅速,但也遇到诸多困难。主流的活体剪切反应主要基于小分子激活剂、紫外光及可见光等。相比于小分子激活,光激活策略具备高时间空间分辨率的优势,但也存在穿透深度不足的问题,难以运用于组织深层。而X射线等外源辐射则没有组织穿透力的局限,同时随着三维放疗等现代放疗技术的发展,其空间分辨率可达亚毫米甚至微米级别。北京大学刘志博课题组致力于发展新型活体可控释放化学,并取得若干原创性成果。

在该文中,刘志博课题组率先报道了核辐射驱动的活体剪切化学,基于放射性穿透力强、时空分辨率的优势,核辐射激活有望精确调控体内化学键的断裂,弥补光激活手段的不足,实现核辐射驱动的活体干预(Radiation-Activated Perturbing, RAP)。与其他激活手段相比,该策略具有1)高时空分辨率;2)高组织穿透能力;3)高临床相关性。作为一类辐射引发的可控释放策略,RAP策略有着明确的临床应用价值。目前,有近一半的癌症患者需接受放疗。单纯接受放疗癌症易复发,预后差,通常需要与化疗相结合。但传统化疗药物效果往往不理想,毒副作用强。基于RAP策略借助外源辐射激活体内化疗前药,有望实现肿瘤特异的可控药物释放,发展放疗引导的肿瘤精准化疗。

北京大学化学与分子工程学院的博士研究生傅群峰为该文的第一作者,刘志博老师为通讯作者该工作得到了国家自然科学基金委、李革-赵宁生命科学青年研究基金、科技部、北京大学基础加强项目、化学与分子工程学院以及北大-清华生命科学联合中心的资助。同时,作者感谢马会民教授、翟茂林教授、饶毅教授、李月敏教授对该课题给予的建议和帮助

 

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