北京儿童医院痤疮 http://m.39.net/news/a_9044587.html生物素是一种重要的维生素，在哺乳动物的正常细胞中不能自行合成。但在肿瘤细胞表面却存在着生物素受体，负责肿瘤细胞对于生物素等维生素的跨膜转运。因此生物素受体是一种常用的肿瘤标志物。利用生物素受体的肿瘤靶向功能，已经开发了很多肿瘤的诊断试剂。这种诊断试剂，常常在分子结构中含有一个生物素基团，赋予试剂的靶向能力。光动力治疗（PDT）被认为符合精准医疗特征的一种新技术，已经成为继手术、化疗和放疗之后的一种新的肿瘤治疗方法。其核心技术难点，是开发性能优良的新一代光动力治疗的光敏染料。根据的光化学反应过程的不同，PDT分为两种作用机制：I型和II型。II型PDT主要基于产生高毒性的单线态氧（1O2）杀死肿瘤细胞，在目前的光动力治疗中占主导地位。然而，II型PDT光敏剂和氧气之间存在互相制约的关系，光敏剂消耗氧气产生活性氧杀死肿瘤细胞，但氧气的消耗又将进一步恶化肿瘤组织部分的低氧程度，影响光敏剂的光动力治疗效果。光动力治疗的氧气依赖问题，被认为是阻碍光动力技术发展的阿喀琉斯之踵。与II型机制中激发态光敏剂直接将能量转移给O2不同，I型过程是通过激发态光敏剂将电子或氢质子转移到周围的基质，从而产生自由基物种（例如，超氧阴离子（O2??）和羟基（OH?）自由基）。其中，过量的O2??能够与蛋白质、DNA和脂质反应，对细胞造成不可逆转的损害。重要的是，O2??还可参与超氧化物歧化酶（SOD）介导的歧化反应，从而实现O2的再利用并引发其他剧毒活性氧物种的生成，可以有效缓解乏氧限制。然而，在I型光敏剂的设计上，很少有简便且通用的策略。大连理工大学彭孝军院士研究团队宋锋玲教授课题组致力于具有延迟荧光性质的荧光素衍生物（II型光敏剂）的开发及其在肿瘤的光动力治疗中的应用。近日，他们将具有肿瘤靶向性的生物素单元共价修饰到II型光敏剂（两种为荧光素衍生物，一种为商品化原卟啉）中，开发了三种兼具I型和II型机制的有机小分子光敏剂，有效缓解了光动力治疗对氧气的高度依赖性（图1）。研究发现，生物素单元的引入不仅赋予了光敏剂肿瘤靶向能力，而且在不影响单线态氧的生成的前提下，生物素化还激活或增强了这三种光敏剂的O2??生成能力。在对生物素化效应的机理进行研究时发现，生物素可以以分子内的方式充当富电子底物，且化合物1的折叠构象有利于生物素部分和PS部分之间发生更有效的电子转移，从而促进I型PDT机制的发生（图2）。考虑到这三种光敏剂的结构和光物理性质的不同，生物素化可被视为将II型光敏剂改造成I/II组合型光敏剂的通用型设计策略，且这种光敏剂可同时具有肿瘤靶向和耐缺氧的性能。图1.（a）光敏剂生物素化策略。(b)化合物1-6的化学结构。图2.生物素化效应的机理解释。该研究成果以ResearchArticle形式发表在国际学术期刊NatureCommunications上。大连理工大学博士研究生安静为文章的第一作者，宋锋玲教授及郑文恒教授为文章的通讯作者。原文（扫描或长按
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