北京化工大学徐福建教授团队Angew：可控双硫交换聚合合成硫醇介导内吞的聚胍化合物及其生物学应用

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近年来，通过双硫交换聚合得到了系列富含精氨酸的可降解聚胍化合物，降低了传统的不可降解细胞穿透肽潜在细胞毒性，在生物大分子递送方面表现出巨大潜力。但，探索可控的双硫交换聚合反应条件对合成系列具有不同聚合度的可降解聚胍化合物有着非常重要的意义。同时，聚胍化合物聚合度与生物相容性之间的关系及其生物机制仍待进一步探索。

近日，北京化工大学的徐福建教授、俞丙然教授通过调节双硫交换聚合溶剂（缓冲溶液/DMF）的极性控制活化亲核试剂PEG-S^-的浓度，实现了速率常数的调控，到了一系列聚合度可控的可降解聚胍化合物mPEG₂₂₅-b-PSS_ns (n = 13, 26, 39, 75, 105)，通过对聚合度与生物相容性的探索筛选出最优聚合度的聚胍化合物mPEG₂₂₅-b-PSS₂₆，并进一步研究了mPEG₂₂₅-b-PSS₂₆的摄取机制和生物应用。该工作以“Controllable Disulfide Exchange Polymerization of Polyguanidine for Effective Biomedical Applications by Thiol-Mediated Uptake”为题发表在《Angew. Chem. Int. Ed.》上。文章第一作者是北京化工大学博士生朱艺文、林梦雨，通讯作者是北京化工大学徐福建教授、俞丙然教授。该研究得到国家自然科学基金的支持。

通过核磁、凝胶电泳、AFM等实验表明，mPEG₂₂₅-b-PSS₂₆可以在还原性物质的作用下实现有效的降解，避免了体内堆积可能造成的潜在生物安全性问题。抑制剂5,5'-二硫代双（2-硝基苯甲酸，DTNB）的加入显著减少了细胞对mPEG₂₂₅-b-PSS₂₆/pDNA的摄取，证明了mPEG₂₂₅-b-PSS₂₆/pDNA细胞内化主要是通过硫醇介导的摄取机制完成的。

进一步的细胞实验表明，mPEG₂₂₅-b-PSS₂₆对不同质粒DNA（pKR-p53和pEGF）具有优异的递送性能。并进一步动物实验验证了递送系统的有效性，通过pKR-p53的递送实现了双功能质粒实现光动力和基因联合抗肿瘤治疗；通过pEGF的递送联合聚胍本身的正电荷，实现了针对表皮全称缺损的抗菌促愈合。

在该研究中，本文作者优化了双硫交换聚合的聚合条件，实现了可控的双硫交换聚合，这为构建新的可降解的、硫醇介导的生物大分子递送系统提供了一种有巨大潜力的聚合策略。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202200535

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