刘志博课题组报道放疗驱动的活体剪切化学

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近日，德国应用化学（Angewandte Chemie）以卷首论文形式在线发表了北京大学应用化学系刘志博课题组的新成果：“External Radiation–Induced Local Hydroxylation Enables Remote Release of Functional Molecules in Tumors（外源核辐射驱动的局部羟基化实现瘤内功能分子的遥控释放，DOI: anie.202005612）” 。该研究发现了可被核辐射选择性脱除的保护基，借助荧光分子在试管、细胞和动物模型上分别验证了该剪切化学的有效性。通过该方法有望实现放疗驱动的化疗药物精确释放，进而对癌症治疗带来关键性突破。

       近来，主动激活的活体剪切化学发展迅速，但也遇到诸多困难。主流的活体剪切反应主要基于小分子激活剂、紫外光及可见光等。相比于小分子激活，光激活策略具备高时间空间分辨率的优势，但也存在穿透深度不足的问题，难以运用于组织深层。而X射线等外源辐射则没有组织穿透力的局限，同时随着三维放疗等现代放疗技术的发展，其空间分辨率可达亚毫米甚至微米级别。北京大学刘志博课题组致力于发展新型活体可控释放化学，并取得若干原创性成果。

       在该文中，刘志博课题组率先报道了核辐射驱动的活体剪切化学，基于放射性穿透力强、时空分辨率高的优势，核辐射激活有望精确调控体内化学键的断裂，弥补光激活手段的不足，实现核辐射驱动的活体干预（Radiation-Activated Perturbing, RAP）。与其他激活手段相比，该策略具有：1）高时空分辨率；2）高组织穿透能力；3）高临床相关性。作为一类辐射引发的可控释放策略，RAP策略有着明确的临床应用价值。目前，有近一半的癌症患者需接受放疗。单纯接受放疗癌症易复发，预后差，通常需要与化疗相结合。但传统化疗药物效果往往不理想，毒副作用强。基于RAP策略借助外源辐射激活体内化疗前药，有望实现肿瘤特异的可控药物释放，发展放疗引导的肿瘤精准化疗。
       北京大学化学与分子工程学院的博士研究生傅群峰为该文的第一作者，刘志博老师为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金委、李革-赵宁生命科学青年研究基金、科技部、北京大学基础加强项目、化学与分子工程学院以及北大-清华生命科学联合中心的资助。同时，作者感谢马会民教授、翟茂林教授、饶毅教授、李月敏教授对该课题给予的建议和帮助。


      文章来源：北京大学
       刘志博，博士，北京大学教授。1989年生于山东聊城。2010年于南京大学取得学士学位， 随即前往英属哥伦比亚大学攻读博士学位。在博士期间，专攻放射化学方向，同时受教于英属哥伦比亚大学化学系David M. Perrin教授，英属哥伦比亚肿瘤中心Kuo-Shyan Lin教授以及TRIUMF原子能国家实验室Thomas Ruth教授，发展了以三氟化硼基团为基础的18F放射性标记平台，发表了包括Angewandte Chemie （封面文章），Journal of Nuclear Medicine（2014年度最佳文章）在内的第一作者文章十余篇，先后获Boehringer Ingelheim奖学金、 Alavi-Mandell 奖、Edward Piers纪念奖和中国政府颁发的“国家自费留学生奖学金”，并在2014年获得博士学位。随后，刘志博博士前往美国国立卫生研究院，加入Xiaoyuan Chen教授实验室进行博士后研究。在那里，原创性地设计并发展了一类全新的化合物——硼胺酸，并将其成功应用在了癌症的精准诊断当中（Science Advances, 2015;1:e1500694）。因在18F-硼胺酸上的贡献，刘志博博士于2015年获得了Michael J. Welch博士后奖，该奖每年颁发一人，是美国核医学与分子影像学会对博士后研究员的最高荣誉之一。同年，通过与北京协和医院的合作，成功地将三氟化硼18F标记法进行了临床转化，并将18F-硼胺酸成功地应用在了脑瘤的早期诊断上。2016年4月，刘志博博士先后通过了北京大学化学与分子工程学院（CCME）和北大-清华生命联合中心（CLS）的面试，并于2016年7月正式入职北京大学。