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北理工团队在构建声动力治疗的新型低光毒性声敏剂方面取得进展
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分类:  创建于:2022-10-11 被查看:1193次

近日,北京理工大学化学与化工学院博士后刘康蕾以第一作者身份在国际顶级期刊《Advanced Materials》发表题目为“Triarylboron-doped Acenethiophenes as Organic Sonosensitizers for Highly Efficient Sonodynamic Therapy with Low Phototoxicity”的研究论文(DOI: 10.1002/adma.202206594)。北京理工大学为论文第一通讯单位,北京理工大学化学与化工学院尹晓东特别研究员、医学技术学院蒋振奇博士、美国罗格斯大学(Rutgers University-Newark) Frieder Jäkle教授为共同通讯作者。

声动力疗法(Sonodynamic Therapy,简称SDT)是一种非侵入性的新型无创肿瘤治疗方法,美国食品药物管理局(FDA)于今年7月通过绿色通道批准SDT用于恶性肿瘤的临床治疗。SDT是利用超声(US)激发声敏剂来产生活性氧(ROS)诱导肿瘤细胞死亡,从而达到治疗目的。基于超声波的深层组织穿透能力,SDT可以实现对更深层次肿瘤的治疗,具有广阔的临床转化前景。但是目前临床可用的声敏剂普遍存在氧依赖和皮肤光毒性的问题。因此,开发具有高活性氧自由基产率并同时具有低光毒性和良好生物相容性的新型声敏剂对于推动SDT的治疗,实现临床应用至关重要。


研究人员设计制备了基于三芳基硼掺杂的并苯噻吩化合物,该化合物在超声的作用下可以高效产生羟基自由基,这是治疗肿瘤缺氧微环境的理想选择。更重要的是,活性氧研究表明,硼杂并苯噻吩不同于传统的有机声敏剂,在治疗浓度下克服了皮肤光毒性的问题。


细胞实验表明硼杂并苯噻吩可在超声作用下对肿瘤细胞实现较强的杀伤效率,具有非常突出的声敏效率,并且几乎没有光毒性和细胞毒性。


在4T1小鼠模型中,硼杂并苯噻吩作为声敏剂能有效地,显著抑制肿瘤生长,并在治疗后的14天内无肿瘤复发的任何迹象。此外,体内实验表明其对正常组织无明显损伤,生物安全性高。

这项工作成功制备了一种新型的基于三芳基硼杂并苯噻吩的小分子结构,该分子具有良好的肿瘤声动力治疗效果且同时实现了低光毒性和生物安全性。并苯噻吩的硼功能化策略为开发高效的有机声敏剂开辟了一条新的途径。

上述工作受到了国家自然科学基金、博士后基金等项目的支持。同时也感谢北京理工大学分析测试中心在相关测试方面的支持。



附作者简介:

尹晓东,北京理工大学化学与化工学院特别研究员,博士生导师。2011年毕业于中国科学院化学研究所,获得有机化学博士学位,师从李玉良院士。之后分别在美国罗格斯大学,南卡罗莱纳大学,哥伦比亚大学担任博士后研究员。2018年9月入职北京理工大学化学化工学院,主要研究方向为有机硼功能材料的开发及应用。目前已在包括Nat. Chem., Sci. Adv., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater. 等国际知名期刊上发表SCI论文70篇。

刘康蕾,北京理工大学化学与化工学院“特立”博士后。2020年博士毕业于美国罗格斯大学,师从Frieder Jäkle教授。2020年5月加入北京理工大学,主要研究方向为含硼小分子在生物医学领域中的应用。目前在国际知名期刊上发表多篇学术论文,包括以第一/通讯作者在J. Am. Chem. Soc.期刊发表论文3篇,在Adv. Mater.期刊发表论文1篇,在Chem. Sci.期刊发表论文2篇,申请专利1项。主持国家自然科学基金青年项目和博士后科学基金面上项目。

蒋振奇,北京理工大学医学技术学院博士后。2020年博士毕业于中科院宁波材料所,师从吴爱国研究员。2020年7月加入北京理工大学,主要研究方向为影像引导下的微创治疗方法研究。目前以第一/通讯在Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Nano Lett.等国际期刊发表论文30余篇,主持国自然青年基金,科技部重点研发子课题等多个项目。
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