"我(wo)當時對他(ta)頗有些恨鐵不成鋼。但是(shi)，周(zhou)業強具備科(ke)研人最重要的(de)(de)兩樣東西：態度和投(tou)入。他(ta)和我(wo)一樣都是(shi)大(da)山里走出來的(de)(de)孩(hai)子，深知天道酬(chou)勤(qin)的(de)(de)道理(li)。在他(ta)身上我(wo)看到了當年那個面對逆境不屈不撓、迎難而(er)(er)上的(de)(de)自己。知難而(er)(er)上，不是(shi)因為期盼短期利益，而(er)(er)是(shi)心里裝著(zhu)更大(da)的(de)(de)使命。"四川大(da)學高(gao)分(fen)子科(ke)學與工程學院醫用高(gao)分(fen)子材料及人工器官系(xi)副主任(ren)教授表示(shi)。

圖(tu)|丁明明（來源：）

周業強，是課題(ti)組的一名博士研究生。近日，由周業強擔任第一作者(zhe)、擔任通(tong)訊作者(zhe)的論文，發表在Nature Communications上(shang)。

作為一名(ming)老師，生于陜(shan)西，學于四川，如今也(ye)執(zhi)教(jiao)于四川。其本科、直博(bo)(bo)和博(bo)(bo)后均在該校完成。2013年，正式(shi)留(liu)校任教(jiao)，并于2018年破(po)格晉升(sheng)教(jiao)授。

"高(gao)分子(zi)"，是他身上最引目的標(biao)簽，也是該校的強項專(zhuan)業(ye)。

而此次(ci)論文(wen)，標(biao)志著一項高分子新成(cheng)果的(de)誕生(sheng)。研究中，和(he)周業強(qiang)等通過簡易化學方法，設計并合(he)成(cheng)了一類新型脲基擬肽類化合(he)物。

其表示："我(wo)們認為，這項工作(zuo)對深入理解生物大(da)分子的(de)折疊和多層(ceng)次組裝(zhuang)結構，具有重要的(de)科(ke)學價值，并(bing)創(chuang)造了極具應(ying)用(yong)潛力(li)的(de)新一代生物響應(ying)聚(ju)合物、以及非常規(gui)的(de)發光脂肪(fang)族材料。"

此次成果不(bu)僅能(neng)給多功能(neng)藥物(wu)載體的設計提供新思路，還(huan)能(neng)提供一種具備(bei)生(sheng)物(wu)降解和生(sheng)物(wu)響(xiang)應型仿蛋(dan)白(bai)能(neng)力的自體發光高分子材(cai)料(liao)。

此外，這(zhe)些由天然(ran)氨(an)基酸衍(yan)生(sheng)物(wu)構建的(de)假聚氨(an)基酸，具(ju)有良(liang)好的(de)生(sheng)物(wu)相容性，結構也比較簡(jian)單，其也具(ju)備一定的(de)臨床(chuang)應用(yong)潛力(li)，有望用(yong)于仿生(sheng)、藥(yao)物(wu)遞送、生(sheng)物(wu)傳感等(deng)領(ling)域。

評審(shen)專家(jia)也點贊稱："該工作報道(dao)了(le)一(yi)(yi)種有(you)趣的方法，借此來構筑具有(you)非(fei)傳(chuan)統發光特性的大分子擬肽，這一(yi)(yi)成果(guo)或代表學界(jie)在大分子擬肽學的制(zhi)備和(he)應用(yong)方面，又向前(qian)邁出了(le)重要一(yi)(yi)步。"

團(tuan)隊(dui)此次研發的(de)聚(ju)(ju)合物，具(ju)(ju)有(you)類似于多肽的(de)有(you)序二級構象，同時也(ye)具(ju)(ju)有(you)聚(ju)(ju)集誘導發光(guang)特(te)性的(de)仿綠色熒(ying)光(guang)蛋(dan)白自(zi)體熒(ying)光(guang)。

在外加介質(zhi)的(de)作用下，聚合(he)物組裝呈現出(chu)構象轉(zhuan)變、收縮現象、納米管(guan)到囊泡的(de)變形(xing)、以(yi)及(ji)可逆的(de)囊泡尺寸膨脹等特性，并伴隨著(zhu)發光顏(yan)色(se)的(de)變化。

此外在生理環境下(xia)，納米粒子具(ju)有超(chao)高的(de)穩定(ding)性(xing)，在腫瘤細胞內具(ju)有超(chao)快響應性(xing)，從而(er)能作為靈敏藥物控釋(shi)的(de)"開-關(guan)"，以用于靶(ba)向藥物輸(shu)送和(he)癌癥等重(zhong)大(da)疾病的(de)治療(liao)。

（來源：Nature communications）

會發光的聚合物(wu)

據(ju)介(jie)紹，天然氨基酸衍生的聚合(he)物(wu)，在藥物(wu)遞(di)送和組織工程等領域，是一項理想(xiang)材料(liao)。

其(qi)中，聚氨基酸因其(qi)良(liang)好的生物(wu)相容性、代謝產物(wu)無毒和有序的二級構象（如(ru)α螺(luo)旋和β折疊），而受到越(yue)來越(yue)多學者的關(guan)注。

除此之外(wai)，也可通(tong)過氨基酸延(yan)伸、多(duo)肽(tai)側鏈取代(dai)或主鏈修飾(shi)，來(lai)開發各種(zhong)合(he)成擬肽(tai)聚合(he)物。其中，聚-β肽(tai)和聚類(lei)肽(tai)正是這類(lei)聚合(he)物的典型(xing)代(dai)表。

與傳統多肽相比，這類(lei)擬肽具有高度可調(diao)的分子(zi)結構、溶(rong)解(jie)(jie)性(xing)良好、抗降解(jie)(jie)和低免疫原性(xing)等優點。

然而，非(fei)天然部分的引入，可能會(hui)破壞其有序的高級(ji)結構，以(yi)及模(mo)擬蛋白(bai)質生物功(gong)能的能力。

目(mu)前，已有學者合成了兩(liang)親性多(duo)肽共聚(ju)物(wu)，它們的高級自組裝大多(duo)由構象介導，并且可以形成膠束、囊泡、管狀等(deng)結(jie)構。

氫鍵(jian)相(xiang)互作用，在生物(wu)學中被認為(wei)是一種重要的作用力，它決定了蛋(dan)白質的高(gao)級結構和特異性功能。基(ji)于(yu)此(ci)，已(yi)有研究通過控制側鏈氫鍵(jian)配體，來調節合成多肽的構象。

作(zuo)為(wei)一(yi)(yi)種(zhong)高分子材料(liao)，脲鍵具(ju)有一(yi)(yi)個氫(qing)鍵受(shou)體和兩個氫(qing)鍵供(gong)體，能形成(cheng)分子間的(de)單齒(chi)或雙齒(chi)氫(qing)鍵的(de)相(xiang)互作(zuo)用，此前已被用于構(gou)筑寡聚脲折疊(die)體。

而作為一類(lei)富含脲鍵的(de)聚合物，聚脲已被廣(guang)泛應用于彈(dan)性體、涂料、粘合劑和生(sheng)物材料。但是，具(ju)備有(you)序二(er)級結(jie)構(gou)和構(gou)象介導(dao)功能(neng)性的(de)聚脲，此(ci)前則(ze)少有(you)報道。

基于此，丁明明課題組設計并合(he)成一系列由天然氨基酸衍生(sheng)物(wu)構建的(de)、能(neng)夠(gou)自(zi)發(fa)熒光(guang)的(de)聚脲分(fen)子(zi)，其(qi)具備有序二級構象和(he)聚集誘導(dao)發(fa)射等特性。

此(ci)外，通過構(gou)象(xiang)介(jie)導(dao)多(duo)級自組(zu)裝，該(gai)聚合物可以形成囊泡或(huo)納(na)米管，并(bing)表現(xian)出(chu)尺寸膨脹、收縮、變形和變色等行為。

同時(shi)，當聚(ju)合物(wu)作為藥物(wu)載體(ti)時(shi)，也顯示出超高穩定性和超快(kuai)響(xiang)應性，能實(shi)現靈敏的藥物(wu)釋放(fang)開關(guan)。

近日，相(xiang)關論文以《用于構象輔助(zhu)變形、變色和細胞內(nei)藥(yao)物遞(di)送的本(ben)征熒光聚脲》（Intrinsically fluorescent polyureas toward conformation-assisted metamorphosis,discoloration and intracellular drug delivery）為題發表在Nature Communications上。周業強擔任(ren)第一作(zuo)者(zhe)，擔任(ren)通(tong)訊作(zuo)者(zhe)。

圖|相關論文（Nature communications）

審稿人評價(jia)稱，該團(tuan)隊描(miao)述了(le)一種(zhong)獨(du)特的由脲鍵構建的假聚氨基酸。通(tong)過(guo)聚合物的自體熒光，可以實現細胞攝取的可視化；而通(tong)過(guo)聚合物和(he)包載染料之間的熒光共振能量的轉移(yi)現象(xiang)，則可用于藥物釋(shi)放的監測。

針對聚合物的(de)設計(ji)合成(cheng)、組裝體形貌的(de)表征、二(er)級構象(xiang)和(he)熒(ying)光性質的(de)分析(xi)，課(ke)題組均進行了動(dong)物實(shi)驗，以證明此次材料確實(shi)可作為開(kai)關可切換的(de)納米載體，從(cong)而用(yong)于(yu)體內腫瘤治療。其還使用(yong)了大量分析(xi)方(fang)法，很(hen)好地支持了這一結(jie)論。

（來(lai)源：Nature communications）

當水母(mu)"遇見"高分子(zi)

早(zao)在幾(ji)年前，該團隊發展了一(yi)種(zhong)方法：即利用氧化門控，實現聚氨基酸二級結(jie)構從β折疊到α螺旋的(de)轉(zhuan)變(bian)，并通過構象有序轉(zhuan)變(bian)的(de)方式(shi)，來(lai)驅動膠束(shu)到囊(nang)泡(pao)的(de)轉(zhuan)變(bian)，借(jie)此也實現了聚合物囊(nang)泡(pao)膜通透(tou)性的(de)調(diao)控。

基(ji)于(yu)此，其以天(tian)然氨基(ji)酸衍生物為單體(ti)，合成了(le)一系列(lie)不同鏈段數的兩親性(xing)聚(ju)脲。

而在該研(yan)究(jiu)(jiu)中，他們先是(shi)研(yan)究(jiu)(jiu)了(le)聚(ju)合物(wu)的(de)(de)自(zi)組裝行為。通(tong)過透射電鏡等表征手段(duan)，證實兩親性聚(ju)脲(niao)的(de)(de)自(zi)組裝，確能形成囊泡和納米管結(jie)構。其(qi)還發現，由于密(mi)集(ji)的(de)(de)氫鍵，粒徑(jing)會隨著鏈段(duan)數的(de)(de)增加而減小。

當加(jia)入三(san)氟乙(yi)酸試劑之(zhi)后，即(ji)可(ke)調(diao)控氫鍵的相互作用，實現囊泡的可(ke)逆"呼吸"。同時，囊泡的尺寸也(ye)能在5-30倍的范(fan)圍內實現可(ke)逆變化。

接下來，課題組開始研究有序高級結(jie)構(gou)和熒光特性(xing)。他們對自(zi)組裝體(ti)進行(xing)了圓二色(se)譜測試(shi)，結(jie)果(guo)表明隨著疏水(shui)鏈段數的(de)增(zeng)加(jia)，構(gou)象會(hui)從無規卷(juan)曲轉變(bian)為折疊結(jie)構(gou)。

同時，當通過(guo)溶(rong)劑破(po)壞聚(ju)合物的(de)氫鍵時，即(ji)可破(po)壞其構象，從而讓(rang)形(xing)貌(mao)從納米管轉變(bian)為囊泡(pao)。

緊接著(zhu)，其又通過熒光(guang)光(guang)譜證(zheng)明了如下規律：兩親(qin)性聚脲(niao)具有優異(yi)的(de)熒光(guang)性能(neng)和聚集誘導發(fa)光(guang)特性。

進一步地，他(ta)們發現熒光會對構象產生依(yi)賴性。當聚合物從(cong)無規則卷(juan)曲轉變到折疊(die)結構，研(yan)究人員觀察(cha)到了熒光藍(lan)移和熒光發射(she)增強。

為(wei)核對這一現象，該團隊通(tong)過三氟(fu)乙酸處理自組裝(zhuang)體，結(jie)果發現聚合(he)物的熒(ying)光(guang)減弱了，并且發生了紅移。

而當去除(chu)三氟(fu)乙(yi)酸后，熒光(guang)和粒徑又會恢復，并能進(jin)行多次循(xun)環(huan)。這(zhe)種構象介(jie)導的變形現象和變色(se)現象，與水(shui)母在呼吸時(shi)隨(sui)著膨脹和收縮，所(suo)表現出的熒光(guang)轉變行為十分相(xiang)似。

在自(zi)然(ran)界中，水母(mu)將純藍色(se)(se)發光(guang)蛋(dan)(dan)白(bai)素的(de)能量(liang)轉(zhuan)移到綠色(se)(se)熒光(guang)蛋(dan)(dan)白(bai)，并產(chan)生綠色(se)(se)熒光(guang)。受此啟發，該團隊通過包載喹吖(a)因鹽酸鹽，實現了聚合(he)物從藍色(se)(se)熒光(guang)到綠色(se)(se)熒光(guang)的(de)轉(zhuan)變。

最后(hou)，課題組(zu)探索了兩親性聚脲在生(sheng)物醫學中的應用潛力(li)。憑借(jie)固有(you)的熒(ying)光，它(ta)能以無標記(ji)的方(fang)式(shi)，跟蹤(zong)自(zi)組(zu)裝體(ti)納米顆粒的細(xi)胞攝取以及(ji)細(xi)胞內藥物釋放過程(cheng)。

他們還發現，當采用剛性折疊構象和納米(mi)管形態(tai)時，可(ke)以產(chan)生更好的入胞效果。由于兩親性納米(mi)載體具有(you)超高響(xiang)應性，故能在腫(zhong)瘤細(xi)胞內(nei)快速(su)釋放(fang)有(you)效藥物，并可(ke)以將阿霉素有(you)效遞送到細(xi)胞核中。

此外，鑒于兩親性聚脲(niao)具(ju)備(bei)快響應(ying)、高穩(wen)定、快速(su)入胞(bao)等特性，該團隊(dui)也進一步(bu)探索(suo)了其(qi)在(zai)體內的藥物遞送(song)過程(cheng)。結(jie)果表明，自組裝體具(ju)有良好(hao)的體內腫瘤(liu)抑制效果。

（來(lai)源：Nature communications）

"板凳要坐(zuo)十年冷、文章(zhang)不寫(xie)半句(ju)空(kong)"

 對于擔任此次論文一(yi)作的(de)周業強，表示："他(ta)的(de)科研道路(lu)(lu)并非一(yi)帆風(feng)順，走(zou)了很多路(lu)(lu)，有不少(shao)是彎(wan)路(lu)(lu)，也吃了很多苦，我也看著他(ta)迎著風(feng)雨一(yi)步(bu)步(bu)走(zou)來。"

圖|周業強（來源：周業強）

對于跨(kua)專業(ye)的周業(ye)強來說，他沒有化學和高分子背(bei)景(jing)，科研幾乎是從(cong)零開始，起初表現(xian)得異常吃力，很難(nan)跟上實驗室的步調。

于是(shi)便有了開頭的(de)"恨鐵不成鋼(gang)"。但(dan)好在周業強非(fei)常能(neng)吃苦，此次論文也是(shi)他成功轉專業的(de)最好明證之一。

補充(chong)稱："這項(xiang)工(gong)作已開展五六年之久，期(qi)間經(jing)歷兩次(ci)實驗室重(zhong)建、硬(ying)件條件缺乏、人(ren)員更替和(he)工(gong)作交(jiao)接等。同(tong)時，領域內的發(fa)展也是日新月異(yi)，同(tong)行的優秀(xiu)論(lun)文不斷發(fa)表，讓人(ren)很容(rong)易在研究過(guo)程(cheng)中產生畏(wei)難和(he)浮躁情緒。"

很幸運的是，課題組(zu)成員大多(duo)具(ju)有"板凳要坐十年(nian)冷、文(wen)章(zhang)不(bu)寫半(ban)句(ju)空"的學(xue)術追求(qiu)，能(neng)夠耐得住寂寞、不(bu)盲目追熱點、也不(bu)熱衷于短平快。而是勤懇、踏實地(di)做好本(ben)職(zhi)，最終一步(bu)步(bu)取(qu)得成績。

"很多學生(sheng)都是(shi)在最后一年才迎來成果爆(bao)發。這(zhe)不是(shi)偶然(ran)，而是(shi)幾年積(ji)累所促成的必然(ran)。我希望學生(sheng)在畢(bi)業時都能獨當一面(mian)，成為所在領域的專家，為今后的職業生(sheng)涯奠定良好基(ji)礎(chu)。"表(biao)示。

后續(xu)，和(he)團(tuan)隊打(da)算設計合(he)成一(yi)系列多功能(neng)聚脲衍(yan)生物(wu)，并將其制(zhi)備成溶液(ye)、薄膜、多孔支架和(he)凝膠等，以探索其在自修(xiu)復、粘接、熒(ying)光探針和(he)藥物(wu)遞(di)送等領域的應用。

具體來說，聚脲可(ke)作為(wei)理想的熒光支架材(cai)料，但還需對其分(fen)子結(jie)構進(jin)行改進(jin)，從而賦(fu)予(yu)其更強(qiang)的力學性(xing)能。

與此同時，作為大分子熒光(guang)探針(zhen)，聚脲也可在分子結構(gou)中修飾靶(ba)向分子，從而(er)提高其(qi)診斷疾病的特異性。

此外，通過修飾(shi)聚脲側鏈，可讓側鏈提(ti)供豐富(fu)的活性(xing)位點，從而(er)與功(gong)能(neng)分子結合(he)，賦予材(cai)料特殊的功(gong)能(neng)。

而其構象(xiang)介導(dao)的熒光現象(xiang)，在(zai)生物傳感、圓偏(pian)振發(fa)光、信息識別和(he)(he)防(fang)偽等領域具有重要的應用(yong)價值，但在(zai)日后(hou)仍需進一(yi)步研究和(he)(he)開發(fa)。

參(can)考(kao)資料：

1.Zhou,Y.,Fan,F.,Zhao,J.,Wang,Z.,Wang,R.,Zheng,Y.,...&Ding,M.Intrinsically fluorescent polyureas toward conformation-assisted metamorphosis,discoloration and intracellular drug delivery.Nature communications 2022,13,4551