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武大:新型膜靶向聚集诱导发光光敏剂用于人类冠状病毒高效灭活

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新材料科讯 2021-07-16 16:02

武汉大学药学院王连荣/辜美佳团队在利用一种新型膜靶向聚集诱导发光(AIE)光敏剂用于人类冠状病毒的高效灭活方面获得重要研究进展,相关研究成果以“A Membrane-Targeting Photosensitizer with Aggregation-Induced Emission Characteristics for Highly Efficient Photodynamic Combat of Human Coronaviruses”为题于6月30日正式发表在国际权威期刊《Small》(影响因子:13.281)上,并被选为封底文章(Back cover)。这项工作探索出在温和反应条件下特异性、高效灭活人类冠状病毒的新方法,且细胞毒性低、环境友好。

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由严重急性呼吸综合征冠状病毒2号(SARS-CoV-2)引起的新冠肺炎(COVID-19)大流行,严重威胁人类的健康和生命。高接触表面的病毒是重要的传染途径。为了控制新冠肺炎的扩散,切断传输路径是关键的一步。光动力疗法(PDT)是一种利用光敏剂和光照诱导靶标病原体死亡的治疗手段,具有侵袭性小、耐药性低等优点,近年来广受关注。由传统荧光团合成的光敏剂通常会受到聚集猝灭(ACQ)效应影响,极大限制了其应用范围,而具有聚集诱导发光(AIE)特性的光敏剂不受ACQ效应的影响,在光动力疗法中表现出显著优势。

人类冠状病毒(包括新型冠状病毒)是一类包膜病毒,其衣壳和遗传物质上覆盖着脂质双层可以为其提供额外保护。由于病毒表面蛋白在不同的人类冠状病毒物种和突变体中不同,脂质包膜可能是光敏剂的保守靶点。

基于此,武汉大学药学院王连荣/辜美佳课题组联合瑞典卡罗琳医学院(Karolinska Institutet)刘鸣炜复修医学中心陈斯杰助理教授课题组、哈尔滨工业大学(深圳)理学院赵恩贵助理教授课题组创新性地开发了一种具有AIE特性的新型膜靶向光敏剂DTTPB,并将它用于光动力对抗人类冠状病毒。DTTPB可以特异性地靶向不同细胞类型的质膜以及病毒的脂质双层被膜,如人类冠状病毒HCoV-OC43和HCoV-229E。此外,DTTPB具有较宽的可见光吸收带,几乎覆盖了整个可见光范围。因此,它在白光照射下,即可高效产生活性氧ROS并表现出比广泛使用的白光光敏剂Rose Bengal孟加拉红(玫瑰红)更高的活性氧ROS产率。

室温环境中,DTTPB在9 mW/cm2白光照射20分钟的条件下,800 nM的DTTPB即可灭活全部人类冠状病毒HCoV-229E。不仅如此,DTTPB的细胞毒性非常小,具有极好的生物相容性。该研究还对DTTPB在高接触表面上的应用进行了初步探索。发现当DPPTB分散于滤纸片中时,低至10 nM即可有效灭活环境中的冠状病毒,进一步表明了其在控制新冠病毒环境传播中的巨大潜力

该项研究是首次利用AIE特性的膜靶向光敏剂通过光动力灭活人类冠状病毒的报告,为抗击新冠肺炎和疾病大流行的局势控制提供了全新的预防战略思路。

来源:武汉大学

论文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202101770

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