洪學(xué)傳課題組NIR-IIa 小分子藥物探針設(shè)計(jì)、合成生物成像研究取得新進(jìn)展
近日，美國(guó)化學(xué)會(huì)旗下藥物化學(xué)領(lǐng)域著名期刊《藥物化學(xué)》（Journal of Medicinal Chemistry）在線發(fā)表了我院洪學(xué)傳教授團(tuán)隊(duì)在近紅外二區(qū)（NIR-II，1000-1700 nm）有機(jī)小分子成像探針設(shè)計(jì)合成及應(yīng)用的最新研究成果。論文題目為“吸收波長(zhǎng)超過(guò)1000 nm的多甲川噻喃鹽化合物在近紅外IIa子窗口的生物成像應(yīng)用“（Polymethine Thiopyrylium Fluorophores with Absorption beyond 1000 nm for Biological Imaging in the Second Near-infrared Sub-window，J. Med. Chem.，2018 DOI: 10.1021/acs.jmedchem.8b01682）。博士生丁兵兵和周暉為共同第一作者，洪學(xué)傳教授為獨(dú)立通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、自然科學(xué)基金委重大項(xiàng)目、湖北省創(chuàng)新群體項(xiàng)目和病毒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等資助。
多甲川噻喃鹽類NIR-II有機(jī)小分子染料的設(shè)計(jì)基于吲哚菁綠（ICG）的雜原子取代的多甲川共振結(jié)構(gòu)。通過(guò)改變?nèi)〈s原子的種類和多甲川鏈的結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)染料的吸收發(fā)射波長(zhǎng)。設(shè)計(jì)合成了一系列NIR-II小分子染料，其最大發(fā)射波長(zhǎng)1000-1170 nm，最大吸收波長(zhǎng)960-1100 nm。新型的多甲川噻喃鹽類具有近紅外二區(qū)的光學(xué)吸收，其發(fā)射波長(zhǎng)更長(zhǎng)，穿透深度更深?；诖祟愋》肿尤玖献吭降墓鈱W(xué)性質(zhì)，課題組使用1064 nm的近紅外二區(qū)激光激發(fā)并在NIR-IIa（1300-1400 nm）子窗口進(jìn)行生物成像。其血管及腫瘤的成像效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的808 nm激發(fā)的NIR-II成像。為克服噻喃鹽類水溶性差，難修飾的缺點(diǎn)，課題組使用化學(xué)合成的手段，通過(guò)高效的銅催化Click反應(yīng)引入短鏈聚乙二醇以增加其水溶性以及普適靶向分子RGD增加腫瘤靶向能力。充分發(fā)揮了小分子染料作為分子探針的優(yōu)勢(shì)，成功實(shí)現(xiàn)了靶向整合素的腦膠質(zhì)瘤成像，與808 nm激發(fā)的NIR-II區(qū)成像相比，其背景干擾更低，成像信噪比提高了3倍。這些研究成果不僅提出了一類新型分子探針及其合成修飾策略，而且將近紅外二區(qū)成像向更長(zhǎng)波長(zhǎng)推進(jìn)，進(jìn)一步推動(dòng)了近紅外二區(qū)有機(jī)小分子在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Facs.jmedchem.8b01682
洪學(xué)傳課題組一直致力于基于腫瘤精準(zhǔn)診療的藥物化學(xué)研究。立足于藥物研發(fā)新方法和新技術(shù)，圍繞腫瘤的早期診斷、邊界定位分析和靶向治療等科學(xué)問(wèn)題，開(kāi)展了系統(tǒng)深入的工作。原創(chuàng)性成果發(fā)表在J. Med. Chem.，Nat. Mater.，Nat. Commun.，Angew. Chem. Int. Ed.，Chem. Sci.等國(guó)際一流期刊上。課題組在新穎結(jié)構(gòu)NIR-II有機(jī)小分子的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)領(lǐng)域一直走在科研的前列。
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