厉害，一月5篇AM/JACS/Angew！新加坡南洋理工大学浦侃裔团队取得系列进展

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「高分子科学前沿」编辑部注意到新加坡南洋理工大学的浦侃裔副教授团队近日成果丰富，进入3月以来，先后发表《德国应化》3篇，《JACS》1篇和《AM》1篇，在肿瘤治疗、成像等领域取得系列进展，在此我们为大家奉上这5篇文章的简讯，供大家学习。

3.24《Angew》：基于半导体聚合物纳米颗粒的光热铁疗法用于治疗癌症

研究发现，铁基纳米材料具有诱导细胞“铁死亡”的能力，提供了一种新型治疗癌症的方法。目前，通常将铁治疗纳米制剂与其它治疗方式相结合以提高抗癌效果，但是这使得它们具有复杂的纳米结构和多种金属成分。基于此，新加坡南洋理工大学的浦侃裔副教授（通讯作者）团队报道了一种用于癌症光声（PA）成像引导的铁螯合半导体多聚纳米颗粒（SPFeN）。

本文要点：

1）该聚合物纳米剂是由“铁死亡”引发剂（Fe³⁺）和两亲性的半导体多聚体（SP_C）组成，既可用作光热纳米传感器，又用作铁离子螯合剂。

2）由于聚乙二醇（PEG）的接枝和小尺寸，在全身性给药后，SPFeN有效的积聚在活体小鼠的肿瘤处，可以通过PA成像进行监测。在酸性肿瘤微环境下，SPFeN会增加羟基自由基的生成量，从而导致“铁死亡”。

3）同时，在近红外（NIR）激光照射下，它会产生局部热量，不仅进一步加快芬顿反应速度，而且还实现了光热疗法（PTT）。SPFeN的这种协同光热治疗和“铁死亡”治疗方式不仅导致铁的剂量最小化，而且还有效抑制了活体小鼠体内的肿瘤生长。因此，该研究提供了一种聚合方法，将其它治疗方式与“铁死亡”疗法相结合以增强治疗效果。

文章信息：

Shasha He et al. SemiconductingPolycomplex Nanoparticles for Photothermal Ferrotherapy of Cancer. Angew.Chem. Int. Ed. 2020, DOI: 10.1002/anie.202003004.

全文链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202003004

3.20《JACS》：NIR荧光大分子的报道分子用于癌症免疫治疗的实时成像和尿液分析

研究发现，免疫激活的实时成像对于癌症免疫治疗和药物发现至关重要。然而，大多数现有的显影剂具有始终在线的信号，因此与免疫应答的信号相关性较差。基于此，新加坡南洋理工大学的浦侃裔副教授（通讯作者）团队报道了一种肾脏可清除的近红外（NIR）荧光大分子的报道分子，以特异性检测一种与免疫激活相关的生物标志物（GranzymeB，颗粒酶B），用于实时评估癌症免疫疗法。

本文要点：

1）该报道分子是由与亲水性聚乙二醇（PEG）钝化链连接的多肽基NIR信号部分组成，不仅通过颗粒酶B特异性激活其荧光，而且在全身给药后被动靶向活体小鼠的肿瘤。

2）研究证实这种由颗粒酶B诱导的报道分子的体内信号与肿瘤组织中检测到的细胞毒性T淋巴细胞（CD8⁺）和T辅助细胞（CD4⁺）的细胞群具有很好的相关性。凭借其理想的肾脏清除效率（注射后24 h，注射剂量降为60％），可通过检测分泌的报道分子的状态将该分子用于免疫激活的光学尿液分析。因此，该研究提出了一种分子光学成像方法，以对动物体内的癌症免疫治疗功效进行非侵入性的评估。

文章信息：

Shasha He et al. Near-Infrared Fluorescent MacromolecularReporters for Real-Time Imaging and Urinalysis of Cancer Immunotherapy. J.Am. Chem. Soc. 2020, DOI: 10.1021/jacs.0c00659.

全文链接：

https://doi.org/10.1021/jacs.0c00659

3.6 Adv. Mater.：氟化光声聚合物报道分子对急性肾脏损伤进行实时双重成像

对比传统光学成像，光声(PA)显像剂可检测疾病组织和生物标志物，具有更高的穿透深度和空间分辨率，因此具有很大的临床应用前景。然而，目前的PA显像剂通常出现人体排泄缓慢和特异性信号低的问题，从而损害了其体内检测的能力。基于此，新加坡南洋理工大学的浦侃裔副教授（通讯作者）团队报道了一种氟化-光声聚合物报道分子（FPRR），用于药物诱发的急性肾损伤（AKI）的实时成像。

本文要点：

1）FPRR能同时开启近红外荧光（NIRF）和PA信号以高灵敏度和高特异性响应AKI生物标记（γ-谷氨酰转移酶）。

2）FPRR具有较高的肾脏清除效率（注射24 h后，肾清除效率为78％），通过实时成像和光学尿液分析可以检测在药物治疗24 h后顺铂诱导的AKI，比血清生物标志物升高和组织学变化早48 h。

3）此外，PA成像的深层组织穿透能力导致比NIRF成像高2.3倍的信噪比。因此，该研究不仅证明了第一个可激活的PA探针在分子水平上对肾脏功能进行实时敏感成像，而且突出了具有高肾脏清除率的聚合物探针结构。

文章信息：

Penghui Cheng et al. Fluoro-PhotoacousticPolymeric Renal Reporter for Real-Time Dual Imaging of Acute Kidney Injury. Adv.Mater. 2020, DOI: 10.1002/adma.201908530.

全文链接：

https://doi.org/10.1002/adma.201908530

3.5 Angew.综述：可激活分子探针用于近红外二区、化学发光和光声成像

众所周知，光学成像在生物医学领域起着至关重要的作用。然而，由于生物组织在650-900 nm范围内存在有很强的光散射和自发荧光，而传统的光学成像通常存在信噪比较差和组织穿透深度不够的问题，从而限制了该波长范围光在体内深层次成像的能力。其中，近红外二区、化学发光和光声成像模式通过其各自的优点（最小化光散射、消除外部激发和超声检测）缓解了这些问题。为了能够进行特异性疾病检测，目前已开发了许多可激活的分子探针（AMP）。这些AMP可以对生物标志物进行深层组织成像，并具有很高的信号特异性和灵敏度。

基于此，新加坡南洋理工大学的蒲侃裔副教授（通讯作者）团队总结了AMP在体内深层组织光学成像中的分子设计和应用。并且详细阐述了这些探针的分子设计策略、传感机制和生物学验证。此外，还讨论了AMP在深组织成像中的潜在挑战和未来发展前景。

文章信息：

Jiaguo Huang et al. Activatable Molecular Probes for Second Near-Infrared Fluorescence, Chemiluminescence, and Photoacoustic Imaging. Angew. Chem. Int. Ed.,2020, DOI: 10.1002/anie.202001783.

全文链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202001783

3.2 Angew.：可激活的聚合物分子用于鉴别侵袭性癌症

目前，对侵袭性和非侵袭性乳腺癌的鉴别检测是其有效治疗和预后的关键。然而，很少开发出能够在体内激活的探针。基于此，新加坡南洋理工大学的蒲侃裔副教授和苏州大学的Qingqing Miao（共同通讯作者）联合报道了一种可激活的聚合物分子（P-Dex），其可特异性地响应于侵袭性乳腺癌过度表达的尿激酶型纤溶酶原激活剂（uPA），并出现近红外（NIR）荧光和光声（PA）信号。

本文要点：

1）P-Dex具有可肾脏清除的葡聚糖骨架，该骨架与笼罩有uPA可裂解肽底物的NIR染料连接。

2）这种分子设计使P-Dex能够被动地靶向肿瘤，激活NIR荧光和PA信号以有效地区分侵袭性MDA-MB-231乳腺癌和非侵袭性MCF-7乳腺癌，并最终进行肾脏清除以最大程度地降低毒性。因此，该聚合物分子有望用于早期发现侵袭性乳腺癌。

文章信息：

Qing Li et al. An Activatable Polymeric Reporter For Near-infrared Fluorescent and Photoacoustic Imaging of Invasive Cancer. Angew. Chem. Int. Ed.,2020, DOI: 10.1002/anie.202000035.

全文链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202000035

蒲侃裔副教授简介

蒲侃裔，博士，新加坡南洋理工大学副教授，担任ACS应用高分子材料副主编，先进功能材料、生物共轭化学、ACS应用生物材料等期刊编辑顾问委员会成员，主要从事有机半导体聚合物的纳米成像探针和技术方面的研究工作。2007年，他在复旦大学获得硕士学位，2011年在新加坡国立大学获得博士学位。随后前往斯坦福大学医学院攻读博士后。目前发表学术论文133余篇，著作3章，专利6项，h-index为57(截止2019年4月)。他的创新工作获得多项奖项，包括日本化学会杰出报告奖、威利生物科学贡献奖和纳米生物技术青年创新奖。

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来源：高分子科学前沿

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