人工合成超分子聚合物建立在活细胞的原点

华东理工大学化学工程学院王义明研究员团队提出了利用有机催化作用控制小分子自组装的策略，通过调节细胞力学特性和扩散动力学抑制肿瘤迁移的生物学效应，在活细胞内实现完全人工合成超分子聚合物的原点构建。相关研究最近在德国发表，并被选为热门论文。

在生命系统中，由生物聚合物组装而成的超分子聚合物具有许多保持细胞活动的关键生理功能。受此启发，科学家们设计并合成了一系列生成型超分子聚合物。更重要的是，将合成超分子聚合物与生命系统结合起来，有望为生物功能干预和疾病治疗开辟新的途径。然而，如何在复杂的细胞环境中实现完全非生物超分子聚合物的可控生成仍然是一个巨大的挑战。

研究小组设计了一个基于键生成反应触发的人工超分子聚合系统，在细胞中加入有机催化剂，可以有效地催化键生成反应，促进自组装前体分子在细胞中具有扩散传质和反应动力学的优势，从而在细胞环境中快速反应形成自组装单体，最终在活细胞中自组装形成超分子聚合物。根据细胞迁移跟踪数据，超分子聚合物的形成显著降低了细胞迁移速率。

机制研究表明，一方面，超分子聚合物材料通过增加细胞内的拥挤性来抑制细胞内物质的扩散;另一方面，它破坏了肌动蛋白网络的有序性，缩短了斑点的使用寿命，从而抑制了细胞的转移。

研究小组表示，这项研究为在活细胞中构建纯人工超分子聚合物材料提供了新的思路，打破了复合材料系统与生命系统之间的界限，并利用复合材料加强了生命体的结构和功能。发现的细胞迁移抑制效应在抑制癌细胞扩散和发展新的癌症治疗策略方面具有重要的实用价值。未来，预计将使用这种方法在活细胞中建立一系列“仓库”，如人造细胞器和人造药物、重塑人造传感器等功能结构的有机体功能。