唐本忠院士《JACS》发表抗癌药物新成果

　　

生物通报道：最近，研究人员开发出一种改进的抗癌药物，可以同时靶定肿瘤部位并显示它是否在起作用，相关研究结果最近发表在国际化学领域顶级刊物《美国化学学会期刊》（Journal of the American Chemical Society）。

癌症药物可以被改造成特异性地靶定肿瘤部位，以帮助个性化的癌症治疗。虽然很容易确定药物是否被传递到正确的位置，但是很难监测它们是否治疗成功。目前，新加坡科技研究局（A*STAR）材料研究与工程研究所的刘彬（音译，Bin Liu）带领的一个研究小组，与香港科技大学、华南理工大学的唐本忠（Ben Zhong Tang）院士合作，开发出一种抗癌药物，这种药物具有一种内置机制，能表明其是否起作用。

铂类药物对许多癌症是有效的，通过触发细胞自杀或细胞凋亡，杀死癌细胞。然而，这些药物有严重的副作用。其无毒形式可以被改造，作为一类前体药物，只有在进入靶向肿瘤细胞之后，才转换至它们的有毒形式，因此不会伤害正常的非癌细胞。

Liu及其同事们通过改造一种铂类药物，不仅能有效地靶定肿瘤细胞，而且还能显示它是否达到预期的效果。根据Liu介绍，这种新增的特征对于改善癌症治疗效果来说，是至关重要的。

Liu解释说：“早期评估患者对特定癌症疗法的反应，在临床应用中非常重要，因为它能缩减无效疗程的持续时间。通常，我们用磁共振成像技术测量肿瘤大小，来评估癌症治疗的有效性，但是这不能令人满意，因为在治疗的早期阶段，肿瘤大小的变化并不明显。”

在Liu及其研究小组开发的新系统中，包括一个细胞凋亡传感器，当前体药物进入靶向肿瘤细胞并转化为其有毒形式时，会释放这个传感器。有毒形式会触发细胞凋亡，激活一种称为半胱天冬酶3（caspase 3）的酶，然后这种酶会裂解细胞凋亡传感器，使其发绿色荧光。这提供了一个视觉信号，表明该药物正在杀死细胞。

Liu及其同事通过用改造的铂前体药物处理培养的癌细胞，检测了这种机制。他们在癌细胞中观察到荧光逐渐增强，在治疗后6小时，荧光的水平达到最大值。以同样的方式，非癌细胞则不受影响，进一步证明他们这种靶定机制的有效性。

这种非侵入性和实时药物诱导的细胞凋亡成像系统，可用于早期阶段特定抗癌药物的治疗反应。Liu解释说：“我们的系统可以同时传递治疗药物，并非侵入性地评估原位治疗的反应。”

（生物通：王英）

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注：唐本忠，男，1957年2月生于湖北潜江，籍贯湖南津市。1982年毕业于华南理工大学高分子科学与工程系，获工学学士学位，1988年获日本京都大学高分子化学系博士学位。曾在加拿大多伦多大学化学与药学系从事博士后研究、日本NEOS公司中央研究所任高级研究员。1994年7月至今历任香港科技大学化学系助理教授、副教授、教授、讲座教授。他长期从事高分子化学和材料科学的研究，曾获得国家自然科学二等奖、裘槎高级研究成就奖、爱思唯尔出版社冯新德聚合物奖、中国化学会高分子基础研究王葆仁奖等。作为项目负责人，他先后承担科研项目60多项，已发表学术论文近500篇，被美国科学信息所列为最常被引用的化学家及材料科学家之一。因其卓越的学术成就，2009年当选中国科学院院士。2012年起受聘为华南理工大学双聘院士。

生物通推荐原文摘要：
Targeted Theranostic Platinum(IV) Prodrug with a Built-In Aggregation-Induced Emission Light-Up Apoptosis Sensor for Noninvasive Early Evaluation of Its Therapeutic Responses in Situ
Abstract：Targeted drug delivery to tumor cells with minimized side effects and real-time in situ monitoring of drug efficacy is highly desirable for personalized medicine. In this work, we report the synthesis and biological evaluation of a chemotherapeutic Pt(IV) prodrug whose two axial positions are functionalized with a cyclic arginine–glycine–aspartic acid (cRGD) tripeptide for targeting integrin αvβ3 overexpressed cancer cells and an apoptosis sensor which is composed of tetraphenylsilole (TPS) fluorophore with aggregation-induced emission (AIE) characteristics and a caspase-3 enzyme specific Asp-Glu-Val-Asp (DEVD) peptide. The targeted Pt(IV) prodrug can selectively bind to αvβ3 integrin overexpressed cancer cells to facilitate cellular uptake. In addition, the Pt(IV) prodrug can be reduced to active Pt(II) drug in cells and release the apoptosis sensor TPS-DEVD simultaneously. The reduced Pt(II) drug can induce the cell apoptosis and activate caspase-3 enzyme to cleave the DEVD peptide sequence. Due to free rotation of the phenylene rings, TPS-DEVD is nonemissive in aqueous media. The specific cleavage of DEVD by caspase-3 generates the hydrophobic TPS residue, which tends to aggregate, resulting in restriction of intramolecular rotations of the phenyl rings and ultimately leading to fluorescence enhancement. Such noninvasive and real-time imaging of drug-induced apoptosis in situ can be used as an indicator for early evaluation of the therapeutic responses of a specific anticancer drug.