近日，伟德国际1946官网应用化学系刘志博课题组在德国应用化学（Angewandte Chemie）上发表了题为“Cationic Micelle as An In Vivo Catalyst for Tumor-Localized Cleavage Chemistry”的研究论文（DOI: 10.1002/anie.202106526）。与经典活体化学调控策略不同，刘志博课题组通过引入阳离子胶束作为“活体催化剂”，选择性地上调了肿瘤内脱硅反应的速率常数，从一个全新的角度调控了活体剪切化学。

图1. 阳离子胶束催化硼氨酸介导的脱硅剪切化学

很多重要的活体化学是二级反应，其反应速率取决于速率常数以及两反应物的浓度。因此，借助反应物的靶向性实现其在特定组织的富集，进而提高其局域浓度，是调控活体化学、实现可控释放的重要手段。然而，受限于反应物的组织选择性，该策略的应用难以拓展。

受放射化学领域中放射性离子与相关材料吸附机制的启发，刘志博团队发现通常用于mRNA药物的阳离子胶束可作为催化剂，加速其近期发展的活体脱硅反应（Nature, 2020, 579, 421-426；J. Am. Chem. Soc., 2021,143, 2250-2255）。该胶束催化可将脱硅速率常数提高1400余倍，且在试管、活细胞及动物模型上都可高效进行，进而实现了肿瘤内药物的可控释放。机理研究表明，其催化能力来自于“胶束效应”，而正电荷密度更高的阳离子多聚物如聚乙烯亚胺（PEI）由于缺少疏水部分，无法形成胶束，不具备催化加速的能力。

图2.响应微酸体系的新型胶束（PC7BA）用于肿瘤选择性地加速活体脱硅反应

考虑到阳离子胶束在体内循环中会被快速清除，传统的阳离子胶束无法实现尾静脉给药。因此，作者构建了一类对微酸性环境响应的新型胶束体系。该胶束在血液循环中为弱负电性。到达肿瘤部位后，其可以响应肿瘤的微酸环境实现电荷翻转，在肿瘤处原位转化为阳离子胶束。该策略被应用于羟基喜树碱前药的肿瘤选择性激活，其效率是对照组的42倍。该工作揭示了阳离子胶束的一个新功能，即可以作为催化剂调控活体化学反应。作为一个经典药物递送体系，该发现有望用于发展全新的药物递送及控释策略，有较强的临床应用前景。

伟德国际1946官网的博士研究生王春洪为该文的第一作者，刘志博研究员为通讯作者。伟德国际1946官网李子臣教授亦为该工作做出了重要的贡献。该工作得到了北京市重点研发专题、国家自然科学基金委、科技部、伟德国际1946官网基础加强项目、北京分子科学国家研究中心以及北大-清华生命科学联合中心的资助。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202106526