南京大学蒋锡群教授综述：响应性含硼材料在生物医药领域的应用

南京大学蒋锡群教授受邀在为Sci. China Chem.撰写了综述文章，系统总结了含硼生物材料的多种响应性，包括唾液酸靶向性、糖响应性、活性氧（ROS）响应性、三磷酸腺苷（ATP）响应性、多巴胺结合能力以及细胞核靶向能力等；进一步阐述了他们在生物医药领域的应用包括设计响应性药物递送系统和具有自修复能力的水凝胶材料以及用于检测炎症、癌症等疾病的多种体内外检测体系。最后，作者对含硼生物材料在生物医药方面的发展方向进行了展望。

近年来，含硼类生物材料特别是苯硼酸材料在生物医药领域显示出巨大的应用潜力。苯硼酸与1,2-二醇或1,3-二醇可以发生可逆的结合作用：苯硼酸与二醇在碱性环境中结合形成稳定的硼酸酯结构，而在酸性条件下解离。这一动态过程可以被用来构建响应性的药物输送系统、检测体系和自修复材料。

在生物体内，由于肿瘤细胞代谢活动异常，癌症组织中存在唾液酸过表达、活性氧（ROS）升高等现象；葡萄糖的智能调控在糖尿病患者体内至关重要；三磷酸腺苷（ATP）是细胞活动的能量基础；多巴胺分子在神经信号传导方面具有重要的作用。因此，科研人员利用苯硼酸材料在以上领域开展了大量的研究工作，包括设计针对病灶部位的响应性药物递送系统和疾病检测体系、开发含硼类生物材料用于糖尿病患者的血糖智能调控以及ATP和多巴胺分子的检测等，并取得了一系列重要进展。

  图1 响应性含硼生物材料在生物医药领域的应用 蒋锡群教授课题组长期致力于生物医用高分子材料的研究：发展了“大分子单体对法”制备生物大分子纳米粒子的新方法；系统研究了基于聚合物和蛋白质的药物传输体系；将苯硼酸应用到体内肿瘤特异性药物递送系统，发展了一系列富含苯硼酸的生物材料。

正值庆祝南京大学化学学科成立100周年之际，蒋锡群教授受邀为Sci. China Chem.撰写了综述文章：Responsive Boron Biomaterials and Their Biomedical Applications。该文系统总结了含硼生物材料的多种响应性，包括唾液酸靶向性、糖响应性、ROS响应性、ATP响应性、多巴胺结合能力以及细胞核靶向能力等，并进一步阐述了他们在生物医药领域的应用，包括设计响应性药物递送系统和具有自修复能力的水凝胶材料以及用于检测炎症、癌症等疾病的多种体内外检测体系。最后，作者还对含硼生物材料在生物医药方面的发展方向进行了展望。

南京大学陈伟芝副研究员和甄叙副教授为文章共同第一作者，蒋锡群教授为通讯作者。详见：Weizhi Chen, Xu Zhen, Wei Wu, Xiqun Jiang. Responsive boron biomaterials and their biomedical applications. Sci. China Chem.,2020, 63(5): 846-664. 

扫描二维码免费阅读全文

通讯作者简介

蒋锡群，南京大学化学化工学院教授、国家杰出青年基金获得者，国家重点研发计划项目负责人。主要研究方向包括大分子自组装、高分子影像探针、高分子药物传输系统以及蛋白大分子药物。先后在Nature Biomedical Engineering、 Nature Communication等期刊发表SCI论文180余篇。曾获“中国生物医学工程学会黄家驷身生物医学工程奖”一等奖，“教育部自然科学一等奖”，中国生物材料学会生物医用高分子材料分会“杰出贡献奖”，“中国化学会高分子科学创新论文奖”等。

【扩展阅读】