人工介导的细胞内化学反应在赋予细胞新功能、加深生命系统理解、发展肿瘤治疗新策略等方面展现出巨大潜力。其中，通过化学手段在细胞内原位合成非天然聚合物进而调控细胞行为的研究尤为受到关注，但在细胞内，基于共价键利用小分子原位构筑大尺寸聚合物仍然面临较大挑战。
我校化学与分子工程学院李大伟教授课题组开展了活细胞内人工席夫碱反应的研究，并以此实现了细胞内中空多孔有机聚合物的原位合成和细胞生物学功能调控。近日，相关成果以“Schiff Base Reaction in a Living Cell: In Situ Synthesis of a HollowCovalent Organic Polymer To Regulate Biological Functions”为题发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.202311002)。
该研究通过引入具有良好生物相容性的小分子单体和催化剂，成功进行了细胞内的人工席夫碱反应并原位合成了微米尺度的有机聚合物，经历奥斯瓦尔德熟化等过程后，最终形成具有大比表面积的中空多孔结构（HCOP）。HCOP可通过抑制肌动蛋白的聚合降低细胞迁移能力，诱导线粒体失能并导致细胞凋亡和坏死。本工作基于细胞内人工席夫碱反应的原位合成策略，提高了聚合物细胞内化效率，延长了聚合物滞留时间，为细胞命运及生物学功能的人工调控提供了新的参考途径。
该研究工作主要由我校化学与分子工程学院博士研究生徐韩斌在李大伟教授和钱若灿副教授的指导下完成，并得到了田禾院士的大力支持。研究工作同时获得了结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心、材料生物学与动态化学前沿科学中心的支持，以及国家自然科学基金、上海市科技重大专项等项目资助。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202311002