肖玉玲副教授近紅外二區(qū)線粒體靶向診斷和治療研究取得進(jìn)展
12月3日，《自然?通訊》在線發(fā)表了病毒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、武漢大學(xué)藥學(xué)院肖玉玲副教授最新研究成果，在近紅外二區(qū)線粒體靶向診斷和治療方面取得新進(jìn)展。
該論文題為“Upconversion NIR-II fluorophores for mitochondria-targeted cancer imaging and photothermal therapy”。博士生周暉和曾小東為論文的第一作者，肖玉玲與洪學(xué)傳教授為共同通訊作者。此外，南京郵電大學(xué)的范曲立教授和胡文博博士為化合物的結(jié)構(gòu)表征提供了重要的幫助。該研究獲得了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、武漢市應(yīng)用基礎(chǔ)前沿項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等資助。
據(jù)了解，線粒體靶向熒光探針主要集中應(yīng)用于可見(jiàn)光區(qū)和近紅外一區(qū)成像，目前能夠穿過(guò)細(xì)胞膜并靶向線粒體的小分子結(jié)構(gòu)是帶有正電荷的離子鹽如季銨鹽和磷鹽。線粒體成像染料能夠用于細(xì)胞固定和成像的相對(duì)較少，光穩(wěn)定性較差，而且斯托克斯位移小，毒性大和孵育時(shí)間長(zhǎng)；針對(duì)于依賴蛋白定位的線粒體染料存在著合成提純困難，原料花銷投入大，操作方法復(fù)雜等缺點(diǎn)。為了克服以上缺點(diǎn)，肖玉玲副教授團(tuán)隊(duì)以噻喃嗡鹽為母核，通過(guò)改變其取代基，可調(diào)控的智造一系列D-A結(jié)構(gòu)的近紅外二區(qū)（1000-1700納米）染料小分子（ZL201811450030.7），其中線粒體靶向近紅外二區(qū)熒光探針H4首次實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞或固定細(xì)胞的低濃度（1納摩爾）上轉(zhuǎn)化成像，與常規(guī)線粒體靶向熒光探針相比，其具有更好的光穩(wěn)定性，對(duì)于線粒體成像具有更高的選擇性，有可能成為市場(chǎng)上可獲得的標(biāo)準(zhǔn)替代品。
肖玉玲使用化學(xué)合成的手段，通過(guò)Click反應(yīng)引入短鏈聚乙二醇以增加其水溶性以及靶向肽PPSHTPT增加骨肉瘤靶向能力，合成出骨肉瘤靶向探針H4-PEG-PT，H4-PEG-PT可以借助自身的正電荷進(jìn)入線粒體，成功實(shí)現(xiàn)了骨肉瘤細(xì)胞的線粒體以及原位骨肉瘤靶向成像。通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明，H4-PEG-PT具有優(yōu)越的光熱性能，在808 nm激光照射下能夠促使線粒體凋亡，從而殺死腫瘤細(xì)胞，達(dá)到治療骨肉瘤的效果，實(shí)現(xiàn)診療一體化。
肖玉玲在開(kāi)發(fā)更深的穿透深度，更高的分辨率的NIR-IIb (1500–1700 nm)生物成像取得了一系列原創(chuàng)性成果。以苯并二噻二唑?yàn)槟负?，通過(guò)引入不同的電子給體與結(jié)構(gòu)扭曲基團(tuán)，采用聚集誘導(dǎo)發(fā)光策略得到了以HL3、HQL2為代表的結(jié)構(gòu)高度扭曲的NIR-IIb 熒光染料（45°~50.9°），并在水溶液中展現(xiàn)出極高的量子產(chǎn)率，首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)1550 nm 以上的活體全身、腦血管系統(tǒng)、淋巴引流的超高分辨率成像，展現(xiàn)出巨大的臨床應(yīng)用前景。另外肖玉玲在新穎結(jié)構(gòu)NIR-II有機(jī)小分子的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生物應(yīng)用領(lǐng)域以及腫瘤藥物的遞送，開(kāi)展了系統(tǒng)深入的研究。
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-020-19945-w
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