​J. Am. Chem. Soc. | 机械化学二硫键断裂实现药物释放

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带来一篇发表在JACS上的文章,文章的通讯作者是来自莱布尼茨材料研究所的Robert Göstl 和Andreas Herrmann研究员。Robert Göstl研究员主要从事高分子材料,机械化学方向的研究。Andreas Herrmann研究员主要从事生物有机和生物高分子杂化材料的研究。


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      传统药物治疗存在许多阻碍治疗效果的缺点,如在全身应用中存在耐药性的积累、药物选择性低和生物毒性。为了克服这些挑战,可以通过使用外部物理化学刺激来控制药物的释放与活性。利用机械化学方法能够在亚分子水平上实现精确的选择性重排和化学键断裂。并且其中超声断裂二硫键的反应具有良好的鲁棒性。但是由于各种技术上的限制, 机械力刺激聚合物的机械化学手段迄今为止没有被用于这个方向。


      本文中作者开发了一个前所未有的机械化学反应系统,能够连续释放含有呋喃的小分子。通过超声诱导选择性地在溶液中分离二硫化物为中心的聚合物,断裂其中的二硫键,释放出巯基和自由基。随后,一些呋喃化药物前体和乙酰二羧酸酯的DA反应加合物就可以被这些释放出的小分子进攻,诱导其发生DA反应的逆反应,从而释放出具有活性的药物。


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       基于这一原理,作者在本文中尝试了包括呋喃化荧光团丹磺酰,药物呋喃苯胺酸,以及呋喃化阿霉素的体外释放。实验结果表明,对着三种小分子的DA反应加合物,该体系都有着很好的释放效果。对呋喃化阿霉素的实验结果表明,该体系不仅可以应用于本身含有呋喃基团的药物分子,也可以通过呋喃化将其应用领域进一步推广。在Hela细胞中进行MTS增殖实验表明,在没有进行超声处理时,呋喃化阿霉素的DA反应加合物DA3的IC50值明显高于阿霉素分子和超声处理后的药物释放体系混合物。证明了该机械化学药物释放体系在活细胞中也有很大的应用价值。


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      综上,作者第一次将机械化学工具应用于药物定向释放领域,开发了利用超声断裂二硫键这一手段进行药物释放的新系统。

 

文章作者:Guo ZH

责任编辑:WYK

原文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.0c07077

原文引用:10.1021/jacs.0c07077

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