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（1）高信噪比癌細(xì)胞識別染料用于腫瘤熒光手術(shù)：

惡性腫瘤的復(fù)發(fā)主要是由于手術(shù)切除不徹底所致。在臨床上由于缺乏明確區(qū)分正常組織和腫瘤組織邊界范圍的有效手段，外科醫(yī)生難以發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確切除微小轉(zhuǎn)移性腫瘤病灶。因此，開發(fā)高信噪比識別腫瘤組織可激活的熒光染料顯得尤為迫切。彭孝軍院士團(tuán)隊(duì)近期與韓國梨花女子大學(xué)化學(xué)與納米科學(xué)系Juyoung Yoon院士團(tuán)隊(duì)合作，基于氨基肽酶N（CD13/APN）介導(dǎo)惡性腫瘤的進(jìn)展、侵襲和轉(zhuǎn)移特異性生物標(biāo)志物，設(shè)計合成了新型可激活熒光染料。該染料能夠精準(zhǔn)高信噪比地區(qū)分正常細(xì)胞和癌細(xì)胞；正常組織和癌組織。通過簡易噴灑，染料對直徑小于1毫米的腫瘤轉(zhuǎn)移病灶呈現(xiàn)出優(yōu)異的識別能力，可以引導(dǎo)手術(shù)對腫瘤的精準(zhǔn)切除。為臨床上熒光手術(shù)的順利開展提供強(qiáng)有力的工具。該工作以全文形式近期發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上（Aminopeptidase N Activatable Fluorescent Probe for Tracking Metastatic Cancer and Image-Guided Surgery via in Situ Spraying, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 6381-6389）。文章第一作者是大連理工大學(xué)博士畢業(yè)生李海東（現(xiàn)為韓國梨花女子大學(xué)博后）。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c01365.

為進(jìn)一步克服染料聚集熒光淬滅和提高染料在腫瘤細(xì)胞的滯留時間，彭孝軍院士團(tuán)隊(duì)和Juyoung Yoon院士團(tuán)隊(duì)合作采用配對的兩親性結(jié)構(gòu)設(shè)計策略，通過自組裝制備了用于堿性磷酸酶（ALP）活性成像的AIEgen納米染料。當(dāng)癌細(xì)胞過表達(dá)ALP與納米染料作用后，產(chǎn)生聚集體釋放出強(qiáng)的AIE熒光。該工作首次可視化觀察了丁酸鈉和皮質(zhì)醇刺激對腫瘤細(xì)胞堿性磷酸酶活性的上調(diào)作用。染料能夠滲透到與臨床相關(guān)的HeLa腫瘤球和HepG-2瘤球體中，在雙光子顯微成像平臺上以高空間分辨率對ALP活性進(jìn)行空間異質(zhì)性成像，為亞毫米級腫瘤的發(fā)生提供熒光引導(dǎo)識別。該研究成果近期發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》（An Activatable AIEgen Probe for High-Fidelity Monitoring of Overexpressed Tumor Enzyme Activity and Its Application to Surgical Tumor Excision. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202001675）。文章第一作者是大連理工大學(xué)博士畢業(yè)生李海東（現(xiàn)為韓國梨花女子大學(xué)博后）。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202001675.

（2）低氧依賴光敏染料用于缺氧環(huán)境下腫瘤光動力治療

目前臨床光動力治療藥物多基于Type-II光敏化機(jī)制，該機(jī)制的高氧氣依賴特性導(dǎo)致PDT對乏氧實(shí)體瘤治療效果十分有限。因此，如何實(shí)現(xiàn)診療光敏劑在乏氧實(shí)體瘤內(nèi)部發(fā)揮良好治療效果仍舊是PDT在臨床推廣應(yīng)用中面臨的主要挑戰(zhàn)。彭孝軍院士團(tuán)隊(duì)和韓國高麗大學(xué)化學(xué)系Jong Seung Kim院士團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)的“Photodynamic O₂-Economizer（PDOE）”策略很好的彌補(bǔ)了上述缺憾。通過將光敏劑分子與臨床藥物雌激素受體抗結(jié)劑他莫昔芬共價連接，構(gòu)建了首例具有雙重O₂節(jié)約性能的小分子光敏劑SORgenTAM，實(shí)現(xiàn)了對乏氧實(shí)體瘤的高效光動力治療。染料分子進(jìn)入細(xì)胞后，可作用于細(xì)胞呼吸電子轉(zhuǎn)移鏈Complex I 蛋白，阻斷線粒體的氧化磷酸化，進(jìn)而降低癌細(xì)胞對內(nèi)源性氧氣的消耗，節(jié)約O₂；另一方面，光激發(fā)后，光敏劑可參與Type I 光敏化反應(yīng)高效產(chǎn)生O₂^??，并在細(xì)胞內(nèi)超氧歧化酶作用下觸發(fā)氧循環(huán)級聯(lián)反應(yīng)，進(jìn)而顯著降低光敏劑對氧氣的高依賴性。這一成果近期發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上（Unimolecular Photodynamic O2-Economizer To Overcome Hypoxia Resistance in Phototherapeutics. J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 5380-5388）。文章第一作者是大連理工大學(xué)博士畢業(yè)生李明樂（現(xiàn)為韓國高麗大學(xué)博后）。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c00734.

上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、基金委群體項(xiàng)目、NSFC-遼寧聯(lián)合基金和韓國國家研究基金的大力支持。

參考資料

【1】大連理工大學(xué)精細(xì)化工國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，彭孝軍院士團(tuán)隊(duì)在腫瘤診療領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，http://finechem.dlut.edu.cn/info/1004/3299.htm