清華大學JACS:在活細胞內,進行聚合反應!
奇物論 2021-06-28
細胞環境富含生物大分子和活性物種,里面充滿奇趣和機遇。將化學反應從實驗室燒瓶轉移到細胞內微環境中被認為是調節細胞活動的強大而通用的工具。在所有這些人工反應中,細胞內環境中化學聚合的例子仍然很少見,而由于人工聚合物的多樣性和可調性,細胞內聚合領域可能為化學家理解、分析和調節細胞世界提供巨大的可能性。細胞內聚合是一種新興技術,可以潛在地調節細胞行為,但由于細胞環境的復雜性,仍然具有挑戰性。

 
據所知,目前還沒有研究證明在沒有外部觸發的情況下通過氧化聚合在細胞內合成非天然聚合物,或者原位生成的聚合物如何與細胞代謝相互作用并作為新型抗癌劑。
 
鑒于此,利用有機碲化物的化學性質和細胞內氧化還原環境,清華大學許華平等人開發了一種新的氧化聚合反應,可以在細胞內進行,而且無需外界刺激。成果發表在JACS上。
                            

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研究人員證明這種聚合反應是由細胞內活性氧 (ROS) 觸發的,因此選擇性地在癌細胞中進行并通過獨特的自我放大機制誘導細胞凋亡。聚合產物顯示通過與硒蛋白相互作用破壞細胞內抗氧化系統,導致更大的氧化應激,這將進一步促進氧化聚合并最終激活 ROS 相關的細胞凋亡途徑。

該策略的選擇性抗癌功效和生物安全性在體外和體內都得到了證明。最終,這項研究為化學家通過人工化學反應操縱細胞增殖和凋亡提供了新的可能性。
 

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參考文獻:
Yiheng Dai, et al., OxidativePolymerization in Living Cells. Journal of the American Chemical Society 2021.
DOI:10.1021/jacs.1c04821
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c04821


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