双羟基-反式环辛烯(C2TCO)的便捷合成及其在多周期成像中快速标记与解离特性的应用研究

本研究针对生物正交点击释放试剂合成复杂的问题，开发了对称性双羟基-反式环辛烯(C2TCO)的简易合成方法。通过将其与荧光基团(FL)和单克隆抗体(Ab)偶联形成Ab-C2TCO-FL复合物，实现了四嗪(Tetrazine)触发式荧光标记解离，成功应用于多周期生物成像；进一步构建靶向PD-L1的抗体-药物偶联物(ADC)，证实了其通过点击化学释放细胞毒性药物的治疗潜力。该研究为动态成像和精准治疗提供了新型工具。

　　

在生物医学研究领域，实现生物分子的动态标记与可控释放一直是重大挑战。传统荧光标记技术存在不可逆性，限制了活体多周期观测；而抗体药物偶联物(ADC)的精准控释也面临化学工具不足的瓶颈。针对这些问题，一项发表于《Bioconjugate Chemistry》的研究通过创新性设计双功能化反式环辛烯(bTCO)衍生物，为上述难题提供了突破性解决方案。

研究团队采用三步法高效合成了对称性双羟基-反式环辛烯(C₂TCO)，其独特结构在保持与四嗪(Tetrazine)超高反应活性的同时，通过羟基修饰实现了便捷的功能化。关键技术包括：1) C₂TCO的克级规模合成与表征；2) 荧光标记物(C₂TCO-FL)的定点偶联；3) 基于PD-L1抗体的ADC构建及体外细胞毒性验证；4) 四嗪触发式解离效率的定量分析。

C₂TCO的合成与功能化
通过优化反应条件，研究人员以82%收率获得C₂TCO晶体，X射线衍射证实其双羟基位于烯丙位。该结构可通过碳酯键(carbamate)与荧光素(FITC)特异性连接，形成稳定的C₂TCO-FL探针。

多周期荧光成像应用
将C₂TCO-FL与赫赛汀(Herceptin)抗体偶联后，Ab-C₂TCO-FL在乳腺癌细胞表面显示出特异性标记。关键发现是：0.5 mM四嗪处理5分钟即可完全解离荧光信号，重复标记-解离循环达3次仍保持90%以上效率，突破了传统成像技术的不可逆限制。

靶向药物控释系统
构建抗PD-L1-C₂TCO-MMAE偶联物后，在PD-L1⁺肿瘤细胞中观察到：四嗪触发24小时内释放MMAE药物，导致IC₅₀值降低300倍，特异性杀伤效果显著优于非靶向组(p<0.001)。

这项研究开创性地将C₂TCO的双重功能特性整合于动态成像与精准治疗领域：其快速解离特性解决了多周期活体观测的技术瓶颈，而碳酯键的可控断裂机制为ADC药物开发提供了新范式。特别值得注意的是，该体系在生理条件下的稳定性（半衰期>72小时）与触发响应速度（分钟级）达到了前所未有的平衡，为临床转化奠定了坚实基础。未来或可拓展至PET示踪剂、免疫调节剂等更多应用场景。