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  Pnictogen一詞來源于古希臘，指的是元素周期表中第15（VA）族元素中的任意一個(gè)，其發(fā)現(xiàn)及藥用歷史極具戲劇特色（尤其是磷、砷、銻及鉍）。例如，磷元素被記載為煉金術(shù)師從尿液提取“黃金”的過程中而發(fā)現(xiàn)的“白色蠟塊狀”物質(zhì)（白磷），隨后煉金術(shù)的興盛讓人類在漫長(zhǎng)著的中世紀(jì)期間發(fā)現(xiàn)了砷、銻、鉍等元素。從早期商品化的產(chǎn)品（白磷和紅磷）到生命中不可或缺的元素，人類對(duì)于磷元素認(rèn)知的過程揭示了元素對(duì)于生物健康的復(fù)雜和多面性，其中也包括砷、銻和鉍元素構(gòu)成的歷史悠久的中醫(yī)藥物和近代西醫(yī)藥物。而近年材料技術(shù)的發(fā)展更近一步揭示了黑磷以及砷烯、銻烯及鉍烯作為納米光子藥物的應(yīng)用潛能，豐富和拓展了人類對(duì)磷族元素的認(rèn)知。對(duì)基于該族元素的中西醫(yī)藥物化學(xué)機(jī)理及應(yīng)用、新興單元素納米光子藥物的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用及安全性進(jìn)行系統(tǒng)性的歸納總結(jié)，不僅可以實(shí)現(xiàn)舉一反三的潛在新應(yīng)用，還可以從材料領(lǐng)域更新人們對(duì)傳統(tǒng)中藥和近代西藥與生物體相互作用的理解，加快該族元素在藥物化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。

  近期，哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院陶偉教授團(tuán)隊(duì)結(jié)合前期在該族元素的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的系統(tǒng)性工作（Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2020, 117(46): 28667-28677；Nat. Commu., 2020, 11(1): 2778；Nano Letters, 2020, 20(5): 3943-3955；Matter, 2020, 2(2): 297-322；Chem. Soc. Rev., 2019, 48(11): 2891-2912；Adv. Mater., 2018, 30(38): 1802061；Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56(39): 11896-11900；Adv. Mater., 2017, 29(1): 1603276；etc.），與韓國(guó)高麗大學(xué)Jong Seung Kim院士團(tuán)隊(duì)、杭州師范大學(xué)藥學(xué)院謝恬教授團(tuán)隊(duì)合作，首先從Pnictogen及其化合物（主要討論范圍在磷、砷、銻及鉍四種元素）的藥用機(jī)理和基于此的“老藥新用”出發(fā)，隨后總結(jié)了該族元素作為新興單元素納米光子材料在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的相似及不同之處，并對(duì)其生物安全性進(jìn)行了歸納總結(jié)，最后對(duì)該領(lǐng)域尚待發(fā)掘的應(yīng)用前景作出了展望。該成果近日以題為“Pnictogens in medicinal chemistry: evolution from erstwhile drugs to emerging layered photonic nanomedicine”在英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)旗下權(quán)威期刊Chemical Society Reviews（影響因子42.846）上在線發(fā)表。

圖1 藥物化學(xué)中的Pnictogen—從中西醫(yī)臨床藥物到納米光子醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展及應(yīng)用

  作者介紹了傳統(tǒng)中藥砷類藥物（As₂O₃、As₄S₄）治療急性早幼粒白血病（靜脈及口服）、銻類藥物抗寄生蟲和鉍類藥物抗菌應(yīng)用的作用機(jī)理及“老藥新用”（如腫瘤治療、冠狀病毒治療等），重點(diǎn)概括了黑磷、砷烯、銻烯和鉍烯作為新興單元素納米光子藥物的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用（如糖尿病足治療、腫瘤診療、神經(jīng)退性疾病等），并對(duì)其生物代謝和安全性進(jìn)行了系統(tǒng)性評(píng)價(jià)。作者最后對(duì)該族元素尚未發(fā)掘的應(yīng)用、所面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展前景進(jìn)行了總結(jié)和展望。

  上述論文的第一作者為哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院和中科院寧波材料所聯(lián)合培養(yǎng)的博士研究生劉闖，通訊作者是哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的陶偉教授。杭州師范大學(xué)藥學(xué)院謝恬教授和韓國(guó)高麗大學(xué)化學(xué)系Jong Seung Kim院士為該工作的共同通訊作者。

  論文信息：

  Chuang Liu, et al. Pnictogens in medicinal chemistry: evolution from erstwhile drugs to emerging layered photonic nanomedicine. Chem. Soc. Rev., 2021, DOI: 10.1039/D0CS01175D.

  https://doi.org/10.1039/D0CS01175D

通訊作者簡(jiǎn)介：

  陶偉，2015在清華大學(xué)獲得理學(xué)博士學(xué)位。隨后，在哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Omid C. Farokhzad教授團(tuán)隊(duì)擔(dān)任NIH資助的博士后研究員，并于2018年受聘為哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院講師（Instructor）、2020年晉升哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院助理教授（Assistant Professor）。研究方向主要包括藥物載體和生物材料的設(shè)計(jì)和合成，探索它們的體內(nèi)交互作用機(jī)制和廣泛的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用（如RNA遞送、癌癥診斷治療、傷口愈合、心血管疾病和糖尿病治療）。近五年以第一作者和通訊作者身份在PNAS (1), Nature Reviews Materials (1), Science Translational Medicine (2), Nature Biomedical Engineering (1), Matter (4), Nature Communications (3), Chemical Society Reviews (2), Accounts of Chemical Research (1), Progress in Materials Science (1), Advanced Materials (2), Angewandte Chemie (4), Nano Today (3), ACS Nano (3), Nano Letters (2), Advanced Science (1)等刊物上發(fā)表論文40余篇，獲得美國(guó)METAvivor青年研究員獎(jiǎng)、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院麻醉系基礎(chǔ)科學(xué)基金、Khoury Innovation Award、Stepping Strong Breakthrough Innovator Award、美國(guó)心臟協(xié)會(huì)（AHA）合作科學(xué)獎(jiǎng)、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院助理教授啟動(dòng)基金（Start-up Package）等基金的資助。

  課題組網(wǎng)頁：https://scholar.harvard.edu/wtao/bio

  （課題組長(zhǎng)期招聘聯(lián)合培養(yǎng)博士后、博士研究生，歡迎發(fā)信聯(lián)系、期待和大家一起進(jìn)步!）