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[材料资讯] 董宇平课题组《德国应用化学》:“簇发光”螺环聚合物用于肿瘤细胞识别与诊断取得...

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发表于 2020-2-29 07:30:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
P53是一种肿瘤抑制蛋白,它可以控制受到损伤的DNA进行修复或使受损伤较大的细胞进入凋亡过程,避免其在不利条件下无限分裂。在肿瘤细胞中,p53的表达和活性往往受到高表达的MDM2蛋白抑制,其机理是p53可以插入MDM2蛋白的Trp26,Phe19和Leu26疏水腔中,并与其紧密结合,从而生理活性受到限制。

螺环聚合物

螺环聚合物
  近日,在国家自然科学基金重大项目(批准号:21490574)和面上项目(批准号:21474009和51673024)资助下,北京理工大学董宇平课题组与韩国高丽大学Kim Jong Seung课题组合作,报道了利用肿瘤细胞中高表达的MDM2蛋白与非传统共轭的螺环聚合物结合,在产生“簇”发光的同时,限制p53与MDM2蛋白结合,从而释放并活化p53蛋白,促进了癌细胞凋亡,实现对肿瘤细胞靶向诊断和治疗的相关工作。
       螺环化合物因其独特的化学结构,具有良好的生物活性和稳定性,目前已被用于多种药物中,如依尼螺酮、丁螺环酮等,但螺环聚合物的合成与应用却少见报道。本成果首先利用“无催化、一步法”三键聚合反应合成了新型螺环聚合物。实验结果表明该螺环聚合物具有典型的簇发光(Cluster Triggered Emission, CTE)特性。体外条件下,MDM2蛋白可以与螺环聚合物发生相互作用,诱导P1a2b进一步聚集而引发簇发光;因此在MDM2高表达的多种肿瘤细胞中均呈现明显的蓝色荧光,然而在MDM2蛋白低表达的正常细胞则无明显发光,能够实现对正常细胞和肿瘤细胞的有效区分,并且高分子量P1a2b成像效果更为明显。作者通过MDM2的抑制剂Nutlin-3与P1a2b的竞争实验验证细胞内P1a2b螺环聚合物的作用位点,发现P1a2b与Nutlin-3混合后的MDM2蛋白和细胞相互作用,均不能表现簇发光特性,表明Nutlin-3优先占据了MDM2蛋白的作用位点,使P1a2b不能与之有效结合,进而不能引发聚合物簇聚集发光。
       随后,作者利用蛋白质免疫印迹法(Western blot)证实了经过P1a2b共培养细胞中的p53蛋白的表达增加。同时证明了P1a2b加入后,p53的增加会导致其相关的ROS浓度的增长,解释了P1a2b聚合物诱使肿瘤细胞高凋亡的主要原因。同时,作者利用分子对接软件,将P1a2b的三聚体与MDM2蛋白计算,证实其与Trp26,Phe19和Leu26疏水空腔结合,且结合稳定。
  鉴于该螺环聚合物合成简单,具备肿瘤细胞靶向诊断与治疗相结合的能力,为新型螺环聚合物应用提供了新思路,为肿瘤的治疗和诊断提供了新方法。刘派和付伟强博士为此工作共同第一作者,蔡政旭特聘研究员、董宇平教授、Kim Jong Seung教授为此工作通讯作者。
  这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition上,原文链接为:                     https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201916524
        文章来源:北京理工大学
        董宇平,北京理工大学教授。1986年吉林大学本科毕业,1992年获浙江大学博士学位,1992-1994年北京大学化学系博士后,1994年起为北京理工大学化工与材料学院副教授, 2002年11月起为材料科学与工程学院教授、博士生导师。1999年7月-2000年12月和2003年7月-2004年3月两次赴香港科技大学化学系唐本忠教授课题组做访问学者。已经承担完成了多项国家自然科学基金和一项科技部“973”计划课题,目前承担承担国家自然科学面上基金一项,参加国家自然科学基金委重大项目《基于三键化学的高分子合成》和科技部国家重点研发计划《合成植物天然产物的微生物细胞工厂构建及应用示范》各一项。获2011年度中国化学会高分子科学创新论文奖和2017年度国家自然科学奖一等奖(排名第三)。主要研究方向有:开发三键聚合新反应与新方法,并阐述聚集态结构与性能之间的关系;设计、合成具有聚集诱导发光性能的有机功能新材料,并实现其在化学传感、生物成像以及肿瘤诊疗一体化中的应用。已发表SCI收录论文超过230篇,获得发明专利授权12件。
       蔡政旭,北京理工大学材料学院特聘副教授,武汉大学获得学士学位,中科院化学所硕博连读,芝加哥大学博士后研究。主要从事具有场效应、AIE特性的发光材料的研究工作,作为第一作者或通讯作者在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., Int. Ed. Chem. 等高水平期刊发表多篇学术论文。



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