伦敦帝国学院海莉·邓宁著 学分:伦敦帝国理工学院 帝国研究人员创造的分子笼可以导致更有针对性的癌症药物输送，从而提高效率，减少副作用
包括癌症疗法在内的许多药物会在体内分解，从而降低其疗效，并意味着需要更多的剂量
当它们损害健康组织时，也会引起副作用
因此，研究人员正在寻找使药物更有针对性的方法，所以它们只有在到达身体的正确部位，如癌症肿瘤部位时才开始发挥作用
现在，伦敦帝国理工学院化学系的研究人员为一种具有抗癌特性的分子创造了一种新型的“笼子”
分子从笼中的释放可以通过外部刺激来控制，例如光
这项研究今天发表在Angewandte Chemie上
公共卫生
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学生蒂莫西·肯奇说:“我们对这种方法感到非常兴奋
通过调节小分子的生物活性，我们可以设计改进的疗法或研究特定的细胞过程
" 捕获药物分子 这种新笼子的工作原理是将药物分子“捕获”在一种无毒的载体中，这种载体可以在药物释放之前将药物运送到所需的位置
笼子由包裹在药物周围的大分子团组成，阻止药物的生物活性，直到它们通过触发而分离
为了制造笼子，研究小组使用了一种叫做轮烷的特殊分子
轮烷有一个分子环被困在一个哑铃形的部件上，称为轴，轴的两端有止动基团，以防止环滑脱
这个环就像一个分子屏障，阻挡了轴的入口，阻止了它与其他分子的相互作用
研究人员设计了一种轴包含生物活性分子的轮烷，该分子通常通过与癌细胞的DNA相互作用来杀死癌细胞
当环存在时，活性分子不能与脱氧核糖核酸结合，从而切断了它的毒性
然而，当暴露在光线或特定的酶中时，轴的一端会断裂，释放出环，让活性分子与癌细胞中的DNA结合
光从分子笼中释放活性分子(蓝色)，使其与癌细胞(灰色)结合
学分:伦敦帝国理工学院 靶向癌症 结合到轮烷中的活性分子特别擅长与一种叫做G-四链体(G4)的特殊类型的DNA结构相互作用
由于这些脱氧核糖核酸结构在细胞中发挥的生物学作用，它们被提出作为癌症的潜在药物靶点，给科学家们带来了希望，即可以与G4s相互作用的化合物在未来可以用作新的抗癌药物
研究人员首先用从细胞中提取的DNA链测试了他们的新轮烷药物载体，发现根本没有相互作用，证实轮烷的环阻止了活性化合物的进入
接下来，他们在活癌细胞中测试了他们的轮烷，首先表明负载活性化合物的轮烷在正常条件下对这些细胞没有毒性
然而，当暴露于光下时，几乎所有的癌细胞在几个小时内死亡，这表明活性化合物可以以高度受控的方式在目标癌细胞内释放
用共聚焦显微镜跟踪癌细胞中的轮烷显示，在照射光之前，它保留在细胞的外部，不含脱氧核糖核酸
然而，当光线照射到细胞上后，释放的活性分子移动到细胞核，细胞中的大部分脱氧核糖核酸就储存在细胞核中
这些实验表明，是与脱氧核糖核酸的触发结合导致了癌细胞的死亡
拉蒙·维拉教授说:“能够在正确的时间和正确的地点给药是药物化学中的一个重要挑战
我们的研究表明，通过将活性分子锁在轮烷中来实现这一点是可能的
" 点击化学 虽然光是一个很好的触发因素，因为它的位置和强度可以很好地控制，但在实际应用中，它将仅限于皮肤癌或那些可能用内窥镜进入体内的癌症
因此，研究人员也在测试用特定的酶释放轮烷环的可能性，例如那些仅在癌细胞中发现的酶
医生
杰米·刘易斯说: “‘点击反应’用于制备这些轮烷，是简单的模块化反应，将积木连接在一起，就像一个分子乐高套件
这很好，因为你可以“点击”各种不同的分子，使我们的方法非常通用和适应性强
" 他们方法的模块化将允许研究人员使用不同的抗癌分子或引入替代的激活机制
实际上，研究人员可以选择他们想要的组件，并使用相同的过程将它们点击在一起
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