助力外科手术的有机小分子

手术可以说是外科医生的看家本领，据说每个外科医生都是缝了无数葡萄皮、柚子皮和猪蹄成长起来的。虽然每个外科医生都曾苦练各种神功，但是在手术中还是会遇到许多棘手的难题，比如脏器的“误伤”。有文献报道，在一些妇科手术案例中会有0.5-1.5%的输尿管损伤，在一些结肠手术案例中，这个比例甚至高达5.7%。究其原因，主要是因为输尿管和一些重要器官紧密相连，并且处于腹部和骨盆的腹膜后腔位置。

在解决术中损伤问题上，有机小分子也有其用武之地。研究人员利用荧光成像技术辅助外科手术，将特异性的荧光染料注入体内，术中用相应的波长进行激发，染料在特定的组织器官中发出荧光以成像，能够在一定程度上避免对其他组织的误伤。近日，美国研究人员Jaepyeong Cha等在Bioorg. Med. Chem. Lett. 杂志上发表文章，报道了他们研发的一种可以用于外科手术标记输尿管的荧光染料UL-766。

作者在分子设计上选择了体内近红外成像常用的花青素母核（Heptamethine cyanines），在其C4'位引入取代基。文献报道，花青素母核连接了极性官能团后其体内清除途径发生明显改变。因此，作者结合其课题组前期研究结果，综合考虑到分子的水溶性和电荷性质，设计了包括UL-766在内的两个分子。具体结构如下图所示。

图片来源：Bioorg. Med. Chem. Lett.

对UL-766制备方法感兴趣的同学可以看下面这个合成方法。看上去反应简单，步骤不多，就是不知道这类化合物好不好纯化哦。

图片来源：Bioorg. Med. Chem. Lett.

之前有报道称这类花青素染料会和巯基发生化学反应，能和巯基反应就意味着会和细胞组织中的蛋白发生共价结合，这种隐患则可能会带来体内副作用。虽然这并不是作者希望看到的现象，但是他们也无法回避要测试这一性质。幸运的是，他们合成的两个分子中有一个分子（UL-766，化合物9）不具有巯基反应性。

图片来源：Bioorg. Med. Chem. Lett.

大招自然要放到最后，作者用他们设计的UL-766和已经上市的染料IRDye-800CW进行了术中荧光成像的对比（友情提醒：下面要上动物解剖现场图，没有解剖过动物且正在吃饭的同学请不要继续阅读了……）。UL-766作为水溶性染料，实现了肾脏和输尿管的选择性标记，其他组织的信号较弱；IRDye-800CW在器官选择性上要比UL-766差一些。

图片来源：Bioorg. Med. Chem. Lett.

以本君上百只大/小鼠的动物实验经历来看，这个小分子在明确手术视野，减少非必需创伤方面还是有一定的应用前景，比如其他手术的输尿管损伤检查等等。对于输尿管肿瘤、输尿管结石等输尿管疾病的手术治疗可能会带来新的手术方案。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

A chemically stable fluorescent marker of the ureter

Bioorg. Med. Chem. Lett., 2018, DOI: 10.1016/j.bmcl.2018.02.040

（本文由乐只君子供稿）