實(shí)時(shí)監(jiān)測藥物的傳遞和可控釋放是實(shí)現(xiàn)腫瘤靶向性精準(zhǔn)治療的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。然而，癌癥復(fù)雜的生理環(huán)境和腫瘤異質(zhì)性使得依托于生物標(biāo)志物檢測進(jìn)行體內(nèi)程序化精準(zhǔn)診療仍存在巨大挑戰(zhàn)。近日，華東理工大學(xué)精細(xì)所朱為宏教授和郭志前教授課題組在近紅外熒光前藥領(lǐng)域取得了新進(jìn)展，以“Sequence-activated AND logic dual-channel fluorescent probe for tracking programmable drug release”為題發(fā)表于Chemical Science,2018, 9, 6176-6182。
該工作創(chuàng)新性提出基于布爾邏輯運(yùn)算的雙通道近紅外智能藥物輸送系統(tǒng)，其所構(gòu)建序列響應(yīng)的AND型邏輯門可以有效避免前藥免非特異性激活，只有通過內(nèi)源性腫瘤標(biāo)志物的精準(zhǔn)激活才會(huì)進(jìn)行藥物釋放。特別是雙通道近紅外熒光信號響應(yīng)實(shí)現(xiàn)了對藥物釋放過程的實(shí)時(shí)示蹤，能有效減少抗癌藥物的副作用和實(shí)時(shí)監(jiān)測藥物何時(shí)、何地、如何發(fā)揮其治療效果，這種序列響應(yīng)的AND型邏輯門為開發(fā)精確可編程的藥物輸送系統(tǒng)和智能生物傳感探針提供了新思路。該文章被Chemical Science評選為“2018 Chemical Science HOT Article Collection”、“2018 ChemSci Pick of the Week Collection”以及Chemical Science內(nèi)封面文章，并被RSC英國皇家化學(xué)會(huì)“New & events”版塊以《Targeting tumours》為題對該文章進(jìn)行專題評述。
在復(fù)雜生物環(huán)境中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的可編程診斷和治療仍然非常具有挑戰(zhàn)，特別是消除來自非特異性激活的“假陽性”信號尤為困難。該工作創(chuàng)新性通過共價(jià)鍵將雙通道菁染料（Cy）熒光前藥連接于超靈敏pH響應(yīng)聚合物的疏水嵌段，構(gòu)建具有序列響應(yīng)的AND型布爾邏輯門，實(shí)現(xiàn)了利用近紅外雙通道熒光實(shí)時(shí)示蹤藥物在活體中次序性響應(yīng)的“解離-釋放”過程。該工作利用序列響應(yīng)AND型邏輯門的設(shè)計(jì)策略，通過雙通道可視化實(shí)時(shí)示蹤前藥過程，有效增加了藥物的靶向能力和精準(zhǔn)釋放，顯著提高其對腫瘤的治療效率。
該工作巧妙設(shè)計(jì)了序列激活的AND邏輯型雙通道近紅外納米前藥P(Cy-S-CPT)，實(shí)現(xiàn)了對藥物釋放的實(shí)時(shí)監(jiān)測，表現(xiàn)出精確的腫瘤靶向性和優(yōu)異的生物分布，展現(xiàn)了顯著的腫瘤治療效果，這種具有邏輯判斷能力的納米探針可以作為智能體內(nèi)生物傳感探針的一個(gè)概念原型，為精確可編程藥物輸送系統(tǒng)的開發(fā)提供有益的思路。
該工作主要由博士研究生燕宸旭完成，并得到了田禾院士的悉心指導(dǎo)。該研究成果由國家自然科學(xué)基金委基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目，以及創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目和優(yōu)秀青年基金項(xiàng)目共同資助完成。
原文鏈接：
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/sc/c8sc02079e#!divAbstract
英國國家化學(xué)會(huì)“New & events”版塊以《Targeting tumours》為題的Highlight鏈接：
http://www.rsc.org/news-events/journals-highlights/2018/jul/targeting-tumours/
英國化學(xué)會(huì)微信專題報(bào)道:https://mp.weixin.qq.com/s/RNaJeQ1C7rt3nMKd4uP23w