近日，化学与化工学院易涛研究员课题组在激活型控释体系研究方面取得新进展，成功开发由活性氧激活的增强型CT造影剂。
易涛课题组长期致力于激活型控释体系的分子设计、功能调控及生物应用研究。在前期的工作中，针对活性氧的检测及与特定疾病的相关关系，开发了新的响应体系和响应机理，构筑了一系列可被活性氧特异性激活的荧光控释体系，实现了活体中活性氧相关疾病的原位示踪（Chem. Sci., 2018, 9, 495-501；ACS Sens. 2020, 5, 2457−2466；Sci. China Chem., 2020, 63, 1153-1158）。进一步利用肿瘤微环境与正常组织的差异特性，发展了系列活性氧激活的释放体系（Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 4547-4551）并将其应用于原位癌（Chem. Sci. 2022, 13, 10815 – 10823）和转移瘤（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202116807）的有效治疗。在本工作中，易涛课题组创新性地结合活性氧在肿瘤区域的高表达特性和发光分子的聚集诱导策略，成功实现CT造影剂在肿瘤部位的有效富集和增强CT造影。
计算机断层扫描（CT）是临床上广泛使用的非侵入性诊断工具。临床CT成像中常用的小分子碘化造影剂（ICAs）在软组织成像过程中存在非特异性分布、肾脏清除快等问题，使其成像时间窗口狭窄，很难获得病理部位的高信噪比成像信号。而纳米级ICAs虽然具有相对较长的成像时间，但存在结构均匀性差、制备再现性差、碘含量低等问题。这些问题使得当前的造影剂不能完全满足临床的实际需求。为解决这些问题，作者首先利用具有快速聚集特性的AIE荧光团（AIEgen）四苯乙烯与小分子造影剂结合构建了新型的聚集单体。然后利用前期开发的高灵敏度活性氧响应平台与聚集单体结合，并引入靶向肿瘤的生物素靶向基团，设计并制备了化合物BioDHU-CT。该化合物在溶液中可以发生单组分自组装形成单组分纳米ICA（BioDHU-CT NPs）。具有靶向基团修饰的小尺寸BioDHU-CT NPs表现出优异的肿瘤靶向能力，并且可以在肿瘤区域高表达的活性氧激活下高效释放出聚集单体（释放效率>80%）。释放出的聚集单体随即在肿瘤区域发生原位聚集，体系尺寸增大后可以滞留在肿瘤区域，这大大延长了成像窗口，增强了CT成像的整体性能，提高了肿瘤区域的成像质量。BioDHU-CT NPs在具备有机化合物特有的结构明确、易于制备重现等性能的同时，又可以被机体代谢清除，避免了对机体造成的毒性。这一新型激活型造影剂的开发丰富了CT造影剂的类型，为依托于CT成像的肿瘤诊断提供了新的工具。
相关研究成果以《用于改善体内肿瘤CT成像的尺寸可调型自组装纳米CT造影剂》 (Self-Assembled Nano-CT Contrast Agent Leveraging Size Aggregation for Improved In Vivo Tumor CT Imaging) 为题在国际著名期刊《先进材料》（Advanced Materials）上发表。化学与化工学院2020级博士研究生王成成为论文的第一作者，博士生朱晶晶，研究生王莎莎为论文共同作者；上海市第一人民医院赵凌舟，东华大学化学与化工学院魏鹏、易涛为共同通讯作者，东华大学为第一通讯单位。该研究工作得到了国家自然科学基金委和中央高校基本科研业务费专项资金、东华大学研究生创新基金的支持。论文在发表过程中还得到了上海药物研究所中山研究院赵桂龙和曾慧英的大力帮助。
