具有永久正電荷的含锍離子化合物廣泛存在于天然植物和動物中，含锍離子的聚合物在各種應(yīng)用中表現(xiàn)出顯著的潛在優(yōu)勢。與小分子相比，那些帶有锍離子的聚合物通常表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性和可加工性。盡管具有這些有利的特性，但很少有含锍聚合物的報道。

鑒于此，陳學(xué)思院士和吉林大學(xué)孫靜等人提出了一種通過開環(huán)聚合和聚合后功能化與各種功能性環(huán)氧化物相結(jié)合來合成一類抗菌锍離子多肽的有效策略。

聚氨基酸是一類以氨基酸及其衍生物為結(jié)構(gòu)單元的高分子。鑒于其多樣化的結(jié)構(gòu)單元、優(yōu)異的生物安全性、便利的修飾性、敏感的生物響應(yīng)性和獨特的二級結(jié)構(gòu)等優(yōu)異的性能，聚氨基酸在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用具有顯著的優(yōu)勢。其中，胱氨酸基聚氨基酸納米材料具有更優(yōu)異的穩(wěn)定性和腫瘤細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽(GSH)的還原響應(yīng)性，在向腫瘤組織或細(xì)胞內(nèi)靶向遞送診斷或治療分子、中和腫瘤細(xì)胞內(nèi)GSH水平從而提高藥物敏感性等方面展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力和良好的臨床應(yīng)用前景。

中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所陳學(xué)思/丁建勛團隊基于其課題組對胱氨酸基聚氨基酸納米材料的多年的經(jīng)驗積累及其對相關(guān)領(lǐng)域的認(rèn)識，通過對單組分、雙組分到多組分的不同化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的胱氨酸基聚氨基酸納米材料的闡述，展示了其化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用之間的關(guān)聯(lián)。其中，單組分聚胱氨酸納米材料的功能相對單一。而雙組分材料在提高載藥率、擴展可負(fù)載的藥物分子庫和提供更穩(wěn)定的納米結(jié)構(gòu)等方面展現(xiàn)出了更多的優(yōu)勢。為了獲得更為專一的功能，可以在雙組分材料的基礎(chǔ)上引入更多的組分，利用多種功能化氨基酸之間的協(xié)同、級聯(lián)作用實現(xiàn)針對某種特定病癥的特異性遞送平臺。胱氨酸基聚氨基酸納米材料的發(fā)展為不同疾病的診斷和治療提供一類新的高效平臺。

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《Biomacromolecules》賀超良/陳學(xué)思院士：快速熱可逆和可生物降解的多肽水凝膠

多肽藥物的口服治療方式因其便捷性、患者高依從性等諸多優(yōu)勢而受到越來越多的關(guān)注。對于仍需頻繁注射胰島素進行血糖控制的糖尿病患者而言，通過口服方式補充胰島素或降糖多肽如艾塞那肽將極大減輕患者的痛苦和負(fù)擔(dān)。然而消化道的促降解環(huán)境，以及因粘液層與小腸上皮細(xì)胞形成的大分子藥物吸收屏障大大限制了多肽藥物口服傳輸?shù)膶嶋H應(yīng)用效果。針對消化道的特殊環(huán)境，理想的口服多肽傳輸方案一方面需要載體能保護多肽免受胃酸及消化道中酶對于多肽活性的影響，另一方面還需要能促進腸道系統(tǒng)對于多肽藥物的吸收。

針對上述問題，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所賀超良研究員、陳學(xué)思院士團隊設(shè)計了一種兩性離子微凝膠修飾的金屬有機框架（MOF）納米載藥顆粒，并進一步采用pH響應(yīng)自解封膠囊封裝作為多肽口服傳輸載體。利用這種載體系統(tǒng)可以實現(xiàn)艾塞那肽的有效口服傳輸與吸收，實現(xiàn)糖尿病模型大鼠的血糖控制。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Advanced Materials上。

腫瘤疫苗能夠激活病人自身的免疫系統(tǒng)，以實現(xiàn)對腫瘤的清除或者控制其生長，是一種腫瘤免疫治療策略。目前的蛋白質(zhì)/多肽腫瘤疫苗存在著以下一些問題：一是這類疫苗容易被人體清除，限制了其抗原交叉呈遞能力，同時低免疫原性也使得疫苗無法促使人體產(chǎn)生持續(xù)強大的T細(xì)胞免疫反應(yīng)；二是腫瘤免疫耐受性的微環(huán)境也可以減弱疫苗的抗癌免疫反應(yīng)。因此，需要發(fā)展更高效的策略以提高腫瘤疫苗的免疫響應(yīng)性能。

針對上述問題，盡管人們開發(fā)了納米疫苗（蛋白質(zhì)/多肽抗原的納米結(jié)晶化）以防止抗原的體內(nèi)降解、提高疫苗在抗原呈遞細(xì)胞中的遞送效率，但是由于腫瘤組織中存在著免疫抑制性機制，基于腫瘤納米疫苗的免疫療法依然無法高效發(fā)揮治療效力。因此，開發(fā)高效納米載體以誘導(dǎo)特異性的胞內(nèi)免疫反應(yīng)目前來看仍然是長期的挑戰(zhàn)。在本研究中，中科院長春應(yīng)化所陳學(xué)思院士團隊的田華雨研究員等人通過將糖基化納米疫苗和基因調(diào)節(jié)（gene regulated）PD-L1抑制劑相結(jié)合，開發(fā)了一種強大的腫瘤免疫治療策略。研究設(shè)計制備了甘露糖改性的納米疫苗載體，通過共裝載抗原卵清蛋白（OVA）和胞嘧啶-磷酸鹽-鳥嘌呤基序（CpG），可在樹突細(xì)胞中實現(xiàn)內(nèi)吞、成熟和交叉呈遞。進一步結(jié)合基因調(diào)節(jié)PD-L1抑制劑，該納米疫苗展現(xiàn)出了顯著的腫瘤抑制能力，為提高免疫療法效力提供了協(xié)同治療思路。相關(guān)工作以“Combining mannose receptor mediated nanovaccines and gene regulated PD-L1 blockade for boosting cancer immunotherapy”為題發(fā)表在Bioactive Materials。

具有高拉伸性和高拉伸強度的超韌熱塑性彈性體（TPEs），在工程和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，因此吸引了很多研究者的注意，尤其是具有可再生、可降解和生物兼容性的聚酯TPEs。而迄今為止，開發(fā)兼具高拉伸強度和高可拉伸性的超韌材料，一直是在強度度和延展性之間的折衷，因為這二者通常是相互排斥的。通常以犧牲彈性為代價來提高抗張強度，反之亦然。目前為止，已報道的聚酯TPEs要么具有高達2100％的斷裂伸長率，要么具有約37 MPa的斷裂拉伸強度，但是制備同時具有上述數(shù)量級斷裂伸長率和拉伸強度的TPEs仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。僅僅通過簡單單體的聚合來合成具有高拉伸性和強拉伸強度的TPEs似乎更是不可能完成的任務(wù)。

鑒于此，吉林大學(xué)張越濤教授課題組和中國科學(xué)院應(yīng)用化學(xué)研究所陳學(xué)思院士、門永鋒研究員合作開發(fā)了基于烷基鎂的活性可控聚合體系，通過一鍋內(nèi)依次加入單體的方法成功制備了一系列以PLLA為硬段，隨機共聚物PCVL為軟段的三嵌段聚酯TPEs（PLLA-PCVL-PLLA）。通過簡單地調(diào)節(jié)單體投料比可以實現(xiàn)對TPEs的分子量和組成的控制。固定軟段的長度，增加硬鏈段含量會顯著提高抗張強度（最高達71.5 MPa），但會導(dǎo)致斷裂拉伸率的下降。有趣的是，在固定硬段的情況下，TPEs的斷裂伸長率和斷裂拉伸強度可以隨軟鏈段含量的增加同時提高，從而獲得具有高斷裂拉伸率（2100％），高斷裂拉伸強度（46.3 MPa）和超韌性的（445 MJ/m3）聚酯TPEs。該工作以research article 的形式發(fā)表在CCS Chemistry。

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長春應(yīng)化所陳學(xué)思院士、丁建勛/哈佛醫(yī)學(xué)院張宇《Matter》綜述：抗病毒生物材料

每年因病毒感染致死的人高達數(shù)百萬?？共《舅幬锏姆檬桥R床抗病毒治療的主要方式。然而，目前正在使用的小分子抗病毒藥物有嚴(yán)重的副作用，故不能長期服用。此外，頻繁的病毒突變和單一的抗病毒機制導(dǎo)致的耐藥性也造成了治療失敗局面。生物材料應(yīng)用于抗病毒治療具有獨特的優(yōu)勢和作用機制。

鑒于此，長春應(yīng)化所陳學(xué)思院士、丁建勛副研究員和哈佛醫(yī)學(xué)院Yu Shrike Zhang（張宇）教授等人概述了具有不同機制的抗病毒生物材料的最新進展，并討論了它們在臨床轉(zhuǎn)化中面臨的挑戰(zhàn)和機遇。綜述內(nèi)容主要涉及以下4個方面：（1）引入能捕獲病毒并干擾病毒入侵的生物材料；（2）總結(jié)了用于破壞病毒結(jié)構(gòu)、抑制病毒復(fù)制和阻止病毒從感染細(xì)胞釋放的生物材料；（3）強調(diào)了生物材料介導(dǎo)的多抗病毒作用，討論了生物材料與新型抗病毒機制的優(yōu)勢及其轉(zhuǎn)化潛力；（4）提出了抗病毒生物材料面臨的機遇和瓶頸。該綜述以題為“Antiviral biomaterials”發(fā)表在《Matter》上。

圖 抗病毒生物材料針對病毒感染周期各個階段的作用機制

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長春應(yīng)化所陳學(xué)思院士、肖春生副研究員《AFM》：開發(fā)串聯(lián)動態(tài)共價鍵、可注射、自愈的水凝膠傷口敷料

長期以來，水凝膠能在傷口界面處保持濕潤環(huán)境，吸收傷口滲出液，可充當(dāng)微生物屏障并促進傷口愈合。在生理條件下原位形成的可注射水凝膠被認(rèn)為是最有前途的傷口愈合材料。然而，大多數(shù)可注射的水凝膠受到相對較長的膠凝時間，這會導(dǎo)致聚合物從目標(biāo)部位擴散，誘發(fā)傷口感染。除快速覆蓋傷口外，在溫和條件下?lián)Q藥也很重要。因為在換藥期間進行常規(guī)切割或機械清創(chuàng)術(shù)可能導(dǎo)致新表皮剝離，從而導(dǎo)致傷口增大和愈合延遲。因此，需要更有效的交聯(lián)方法來開發(fā)快速凝膠化和溶解速率的可注射水凝膠。

長春應(yīng)化所陳學(xué)思院士、肖春生副研究員基于2-甲酰基苯基硼酸（2-FPBA）開發(fā)了串聯(lián)動態(tài)共價鍵，包括由無催化的Knoevenagel縮合（CKC）反應(yīng)和硼酸酯形成的動態(tài)C=C雙鍵，并以此構(gòu)建按需溶解的可注射水凝膠（流程 1A）。通過將2-FPBA與氰基乙酸酯末端官能化的4臂PEG（4臂PEG-CA）、聚乙烯醇（PVA）混合制備水凝膠。由于串聯(lián)動態(tài)共價鍵，所得水凝膠是可注射的。在半胱氨酸存在下，水凝膠通過形成噻唑烷硼酸硼酸鹽（TzB）復(fù)合物而迅速溶解（方案 1B）。這種水凝膠可用作治療傷口的敷料，并實現(xiàn)了快速傷口閉合及按需溶解（方案 1C）。文章“Injectable Self‐Healing Hydrogel Wound Dressing with Cysteine‐Specific On‐Demand Dissolution Property Based on Tandem Dynamic Covalent Bonds”發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。

流程1，可注射自愈水凝膠的制備示意圖。A）2-FPBA與PVA和4-臂PEG-CA的反應(yīng)制備水凝膠。B）暴露于PBS半胱氨酸溶液時，2-FBC水凝膠溶解。C）用作敷料時，2-FBC水凝膠可快速閉合傷口，并通過半胱氨酸按需溶解。

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長春應(yīng)化所陳學(xué)思院士/丁建勛Nano. Lett：超聲增強線粒體鈣離子超載以誘導(dǎo)免疫原性細(xì)胞死亡

免疫原性細(xì)胞死亡(ICD)是一種能夠觸發(fā)抗腫瘤免疫響應(yīng)的腫瘤細(xì)胞死亡方式，其作為一種有效的協(xié)同腫瘤免疫治療方式而研究者的到了廣泛關(guān)注。盡管許多研究表明鈣離子(Ca²⁺)納米調(diào)節(jié)劑可通過線粒體Ca²⁺超載以用于癌癥治療，但其誘導(dǎo)ICD的特性還尚未被研究。中科院長春應(yīng)化所陳學(xué)思院士和丁建勛副研究員利用一鍋法制備了一種對酸敏感、聚乙二醇修飾的、含有姜黃素(CUR;Ca²⁺增強劑)的碳酸鈣(CaCO?)納米顆粒PEGCaCUR。

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中科院長春應(yīng)化所陳學(xué)思院士團《Angew》：功能化聚乳酸的制備

脂肪族聚酯由于其優(yōu)異的生物相容性和可降解性引起了科研和工業(yè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。聚α-羥基酸（PAHA）是一類非常重要的聚酯材料。以聚乳酸（PLA）為例，可降解性的PLA可由丙交酯開環(huán)聚合制備，在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。然而，這種聚合物固有的疏水性和脆性極大地限制了其應(yīng)用范圍。因此，開發(fā)具有功能化的聚乳酸材料將具有廣闊的應(yīng)用前景。

中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所陳學(xué)思院士和龐烜研究員利用SalenMn(III)Cl催化劑實現(xiàn)了丙交酯（LA）與1,3-二氧戊環(huán)-2,4-二酮（OCA）的可控開關(guān)聚合反應(yīng)，制備出功能化嵌段型可降解聚酯。相關(guān)內(nèi)容發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.（DOI: 10.1002/anie.202017088）上。

作者對多種OCA單體進行了聚合過程研究，發(fā)現(xiàn)其都能夠很好地實現(xiàn)開/關(guān)聚合反應(yīng)，而且所制備的聚合物經(jīng)過后處理后，具有一定的抑菌能力，在生物領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

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陳學(xué)思院士、宋萬通副研究員《AM》：超分子化學(xué)的跨界演出，原位癌癥疫苗

免疫療法，特別是免疫檢查點抑制劑（ICI）療法，包括針對程序性細(xì)胞凋亡蛋白1（PD‐1）/程序性凋亡配體1（PD‐L1）和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4的抗體，正在給癌癥臨床治療方式帶來革命性的變化。自從2014年納武單抗和派姆單抗首次被美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)上市后，已經(jīng)有十余種反PD-1和PD-L1抗體問世并被用于治療大約二十余種癌癥。然而，ICI療法也存在致命缺陷：較低的響應(yīng)速率。在大多數(shù)的癌癥組織中，免疫應(yīng)答激活能力差是ICI治療成功應(yīng)用的主要障礙。利用納米技術(shù)來促進免疫活化過程可以彌補這一缺陷。

用來促進免疫活化過程的納米技術(shù)指的是采用搭載有細(xì)胞毒藥物以及免疫激動劑的納米粒子激活免疫過程，使其快速攻擊腫瘤組織。然而目前采用的納米粒子往往只能完成一種單一的功能，想要使其完成免疫激活過程中的所有功能仍然是天方夜譚。設(shè)計可根據(jù)周圍環(huán)境發(fā)生變化，以滿足不同場景使用需求的可編程納米藥物是一種有效的解決方法。基于這一思想，中科院長春應(yīng)化所陳學(xué)思院士和宋萬通副研究員團隊報道了一種利用超分子組裝方式構(gòu)建的可編程納米藥物。該藥物可作為原位癌癥疫苗來模擬多步免疫活化過程并激發(fā)抗腫瘤免疫反應(yīng)，并與αPD-L1協(xié)同抑制腫瘤生長。該工作以題為“Supramolecular Assembled Programmable Nanomedicine As In Situ Cancer Vaccine for Cancer Immunotherapy”發(fā)表在《Advanced Materials》上。