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导读
近日，中国科学院化学所李峻柏课题组在短肽晶体对称性调控方面和增氧型超敏感光敏剂用于实体肿瘤光动力治疗方面分别取得新进展，相关研究成果均发表在Angew. Chem. Int. Ed.上。
短肽晶体对称性调控
超分子自组装是生命结构形成的基础。通过研究生物分子组装过程以及对组装过程精准调控，有助于揭示生命活动的分子机制和指导生物材料的合成。
在国家自然科学基金委和中国科学院的支持下，化学所胶体、界面与化学热力学院重点实验室李峻柏课题组在短肽分子的组装机理，结构和功能调控等方面取得了系列研究进展（Chem. Soc. Rev., 2022, 51, 6936；Angew. Chem. Int. Ed.，2022, DOI: 10.1002/anie.202207752）。他们通过精确地调控短肽分子组装过程，实现了微纳纤维的图案化排列（ACS Nano, 2022, 16, 10372），超分子凝胶的手性放大与反转（Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 2099）以及凝胶与晶体的原位相转变（CCS Chemistry, 2021, 3, 8）。
CO2诱导二肽层状晶体对称性破缺
最近，该课题组以二苯丙氨酸（FF）层状晶体为研究对象，采用CO2覆盖生长活性位点的策略，实现了对晶体的层排列以及对称性的有效控制。研究发现，FF可自发地组装成层状晶体，相邻分子层之间以p-p堆积相互作用连接，堆积方向相反，具有旋转对称特征。当CO2（压力0.1-10 MPa）参与到FF组装过程时，它将通过静电相互作用吸附在肽分子层表面，覆盖原本的p-p堆积相互作用位点，使相邻层间转而采用空间互补的拉链式连接方式，最终导致层之间堆积方向相同，结构发生对称性破缺。进一步研究表明，对称性破缺的晶体由于具有更多的压电张量表现出更强的压电效应，以其为活性层制备的压电发电机的输出电压是高对称晶体的5倍以上。该工作为肽基生物材料的结构与功能调控提供了新途径，相关研究成果发表在近期的 Angew. Chem. Int. Ed. （2022, DOI: 10.1002/anie.202214184），第一作者是博士毕业生李现宝，通讯作者是李峻柏研究员。
增氧型超敏感光敏剂用于实体肿瘤光动力治疗
由于光动力疗法具有选择性高、疗效显著、副作用低等优势，近年来已广泛应用于包括皮肤肿瘤在内的多种疾病的临床治疗中。其中光敏剂、激发光和氧气这三要素缺一不可。然而，水溶性光敏剂的生物利用度低、可见光对生物组织的穿透能力差以及肿瘤的乏氧微环境等因素严重阻碍了光动力疗法在实体肿瘤治疗中的应用。因此，如何提高肿瘤部位光敏剂和氧气含量以及增加光敏剂对激发光的敏感性，对于提高光动力疗效具有重要意义。
在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，化学所胶体、界面与化学热力学院重点实验室李峻柏课题组对光敏剂的可控组装与高效递送进行了长期系统化研究。在前期的研究工作中，通过分子组装技术，结合多种分子间作用方式，构建了一系列可显著提高肿瘤光动力疗效的纳米结构（Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 6049; Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 7759; Nano Lett. 2019, 19, 1821）。
增氧型光敏剂制备及其肿瘤光动力治疗原理
最近，该课题组通过酰胺缩合反应及非共价作用诱导的自组装过程，得到超敏感的增氧型光敏剂纳米粒子，该纳米粒子在0.05 mW/cm2的微弱光照射下就能够生成单线态氧，他们进一步分析了造成光敏剂敏感性增强的因素。该纳米粒子可显著提高肿瘤细胞对水溶性光敏剂的内吞效率，具有显著的光动力疗效和较低的毒副作用，有望将光动力治疗范围扩大到实体肿瘤中。相关研究成果发表在近期的Angew. Chem. Int. Ed. （2022, 61, e202210920），并被选为Hot Paper。本文第一作者为赵洁副研究员和博士生胥夏，通讯作者为李峻柏研究员。
来源：中国科学院化学所
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