?J. Am. Chem. Soc. | 機械化學二硫鍵斷裂實現藥物釋放

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帶來一篇發表在JACS上的文章,文章的通訊作者是來自萊布尼茨材料研究所的Robert G?stl 和Andreas Herrmann研究員。Robert G?stl研究員主要從事高分子材料,機械化學方向的研究。Andreas Herrmann研究員主要從事生物有機和生物高分子雜化材料的研究。


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      傳統藥物治療存在許多阻礙治療效果的缺點,如在全身應用中存在耐藥性的積累、藥物選擇性低和生物毒性。為了克服這些挑戰,可以通過使用外部物理化學刺激來控制藥物的釋放與活性。利用機械化學方法能夠在亞分子水平上實現精確的選擇性重排和化學鍵斷裂。并且其中超聲斷裂二硫鍵的反應具有良好的魯棒性。但是由于各種技術上的限制, 機械力刺激聚合物的機械化學手段迄今為止沒有被用于這個方向。


      本文中作者開發了一個前所未有的機械化學反應系統,能夠連續釋放含有呋喃的小分子。通過超聲誘導選擇性地在溶液中分離二硫化物為中心的聚合物,斷裂其中的二硫鍵,釋放出巰基和自由基。隨后,一些呋喃化藥物前體和乙酰二羧酸酯的DA反應加合物就可以被這些釋放出的小分子進攻,誘導其發生DA反應的逆反應,從而釋放出具有活性的藥物。


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       基于這一原理,作者在本文中嘗試了包括呋喃化熒光團丹磺酰,藥物呋喃苯胺酸,以及呋喃化阿霉素的體外釋放。實驗結果表明,對著三種小分子的DA反應加合物,該體系都有著很好的釋放效果。對呋喃化阿霉素的實驗結果表明,該體系不僅可以應用于本身含有呋喃基團的藥物分子,也可以通過呋喃化將其應用領域進一步推廣。在Hela細胞中進行MTS增殖實驗表明,在沒有進行超聲處理時,呋喃化阿霉素的DA反應加合物DA3的IC50值明顯高于阿霉素分子和超聲處理后的藥物釋放體系混合物。證明了該機械化學藥物釋放體系在活細胞中也有很大的應用價值。


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      綜上,作者第一次將機械化學工具應用于藥物定向釋放領域,開發了利用超聲斷裂二硫鍵這一手段進行藥物釋放的新系統。

 

文章作者:Guo ZH

責任編輯:WYK

原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.0c07077

原文引用:10.1021/jacs.0c07077

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