在生物体系中，经过液-液相别离构成的无膜凝集体模拟了细胞内无膜细胞器的动态安排，展现出广泛的生物医学使用远景，尤其是作为生物化学反响的微反响器。但是，无膜凝集体在常温下易产生交融，且缺少准确的影响呼应开释才能，这严峻约束了其在生物医学范畴的实践使用。现在，尽管已有研讨经过酶、葡聚糖或光触发凝集体的去膜化进程，但这一些办法存在肿瘤依赖性、缺少病灶特异性或安排穿透深度缺乏等问题，亟需开发一种具有高安排穿透才能且可准确操控的新式影响呼应战略。

　　近来，北京师范大学曹玮教授研讨提出了一种根据自毁聚合物的辐射呼应凝集体，经过放疗中常用的γ射线完成可控去膜化，然后准确调控酶级联反响。该研讨组成了带有阴离子侧链的辐射呼应自毁聚合物，并将其用于安稳液-液相别离凝集体。所得膜化凝集体表现出优异的安稳性和抗交融性。在辐射作用下，自毁聚合物产生解聚，导致膜结构损坏，凝集体流动性增强，跨膜传输功率进步，从而调控内部酶级联反响。研讨人员成功使用该体系在活细胞中准确调控一氧化氮的生成，并经过一氧化氮介导的放射增敏作用增强细胞毒性，为细胞生物工程和联合放射化疗供给了新思路。相关论文以“Radiation-Responsive Coacervates Through Controlled Self-Immolative Demembranization”为题，宣布在Angew。

　　研讨团队首要规划并组成了γ射线呼应的自毁聚合物。该聚合物以聚氨酯为根底，经过结尾叠氮四氟苄醇触发基团完成辐射呼应。试验标明，在γ射线照耀下，聚合物产生头至尾的级联解聚，生成具有特征紫外吸收和荧光发射的小分子产品。紫外-可见吸收光谱和荧光光谱剖析证明，即便在低剂量辐射下，聚合物也能产生显着降解，且降解程度与辐射剂量和时刻相关。核磁共振和质谱成果进一步验证了聚合物的彻底解聚进程。

　　图1.SIP的组成及其辐射呼应。（a）γ射线呼应自毁聚合物的组成道路；（b）γ射线呼应自毁聚合物的解聚机制；（c）经辐射处理的SIP的紫外-可见吸收光谱；（d）、（e）经辐射处理的SIP的荧光光谱和荧光强度。

　　为了进步凝集体的安稳性，研讨人员经过两步法制备了自毁聚合物膜化凝集体。荧光显微镜图画显现，聚合物在凝集体界面构成均匀接连的膜结构，有很大作用预防了凝集体的交融。在不同浓度的盐、尿素、表面活性剂等条件下，膜化凝集体仍坚持结构完好，表现出优异的耐盐性和pH适应性。此外，膜化凝集体在稀释后仍能保持尺度安稳，显着优于未膜化样品。

　　图2.SIP膜化凝集体表现出高安稳性。（a）SIP安稳凝集体的示意图；（b）不同浓度下SIP膜化凝集体的状态图；（c）SIP膜化凝集体在不同条件下的安稳性测验；（d）未膜化与SIP膜化凝集体交融进程的时刻序列图画；（e）、（f）增加SIP后凝集体液滴的荧光显微镜图画及三维图画；（g）SIP膜化凝集体在稀释条件下的安稳性；（h）不同pH条件下SIP膜化凝集体的共聚集图画。

　　辐射呼应试验标明，γ射线照耀后，膜化凝集体的数量和浊度下降，Zeta电位产生显着的改变，标明自毁聚合物产生解聚。荧光漂白康复试验进一步提醒，辐射后凝集体内部流动性显着地增强，底物分散速率进步了近13倍。此外，辐射还增强了凝集体对染料分子的招募才能，显现出可控去膜化对微环境调控的有效性。

　　图3.膜化凝集体经过去膜化的辐射呼应。（a）辐射触发去膜化后凝集体流动性调控示意图；（b）单位体积内凝集体数量的流式细胞术定量；（c）不同条件下凝集体的Zeta电位；（d）不同条件下的FRAP试验；（e）有/无辐射条件下的归一化荧光康复曲线.辐射触发凝集体去膜化。（a）对照组与辐射组凝集体膜通透性示意图；（b）不同凝集体对染料分子封装功率的剖析；（c）-（e）辐射前后凝集体交融及酶共定位状况。

　　在酶级联反响调控方面，研讨人员将葡萄糖氧化酶和辣根过氧化物酶别离封装于不同的膜化凝集体中。辐射前，因为膜屏障的存在，两种酶未产生共定位；辐射后，膜结构损坏，凝集体交融，酶共定位并加快级联反响，导致荧光产品试卤灵的生成速率进步1.5倍。类似地，经过葡萄糖氧化酶和血红蛋白级联反响，辐射触发一氧化氮的生成量显着进步，为一氧化氮介导的放射医治奠定了根底。

　　图5.SIP膜化凝集体内辐射调控的酶级联动力学。（a）不同凝集体中GOx/HRP介导的试卤灵生成示意图；（b）单颗粒凝集体随时刻改变的荧光图画；（c）试卤灵荧光强度随时刻改变的定量；（d）GOx/Hb介导的NO生成示意图；（e）NO生成的显色反响相片；（f）单颗粒凝集体中NO荧光随时刻改变的图画；（g）γ射线触发NO生成的动力学曲线。

　　在活细胞试验中，自毁聚合物膜化凝集体表现出杰出的结构安稳性和生物相容性。细胞吸取机制研讨标明，凝集体主要是经过依赖于细胞膜流动性的被迫吸取方法进入细胞，避免了溶酶体途径对生物活性物质的降解。在肺癌A549细胞中，辐射触发的酶级联反响显着进步了一氧化氮的生成量，并协同增强辐射引起的细胞毒性，显现出杰出的放射增敏作用。

　　图6.辐射呼应凝集体作为人工细胞器调控活细胞内NO生成。（a）、（b）A549细胞经不同抑制剂处理或未处理后与凝集体共孵育的图画；（c）细胞内NO荧光强度的定量剖析；（d）不同处理条件下细胞存活率的MTT assay成果。

　　综上所述，本研讨成功开发了一种根据自毁聚合物的辐射呼应凝集体体系，完成了对酶级联反响的准确调控和一氧化氮的按需开释。该体系不只进步了凝集体的安稳性和功用可控性，还为深层肿瘤的联合放射化疗供给了新战略。未来，研讨人员将致力于优化凝集体的尺度均一性和靶向性，并进一步验证其在动物模型中的生物分布和医治作用，以推进该渠道在精准医学和组成生物学中的广泛使用。

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