Exploration第四卷第四期正式上线！

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Telemedicine-medical “snack community”-PHS ecosystem: Insights into the double-edged sword role of telemedicine in clinical practice and medical education during the COVID-19 pandemic and beyond

Dechao Feng^†*, Xu Shi^†, Jie Wang^†, Liying Zhang, Yuhan Xiao, Dengxiong Li, Ruicheng Wu, Wuran Wei, Akira Miyamoto, Koo Han Yoo, Xing Ye, Chi Zhang, Ping Han*

DOI:10.1002/EXP.20230111

新冠疫情期间，远程医疗得到了迅猛发展。然而，随着疫情防控措施的放松，远程医疗的快速普及不仅加速了“快餐式”医疗社区的演变，还对医学生和医务人员的认知产生了负面影响，增加了心理社会相关疾病的发生率。此外，由于老龄化社会和疫情后遗症，患者与医务人员之间适应远程医疗的差异进一步加剧了医患矛盾。本研究聚焦远程医疗在疫情期间及其后的临床实践和医学教育中的双刃剑作用。尽管远程医疗在疫情中展现了其在医疗服务中的价值，但仍需持续评估其有效性和局限性，以确保医疗服务的公平性和高质量的医学教育。文章还提出了一个新概念——远程医疗-医疗“快餐社区”-PHS生态系统，通过结合心理健康教育系统和5G技术等伙伴医疗系统，优化远程医疗在医学实践和教育中的应用效果。

Bioprinted research models of urological malignancy

Guanyi Wang^†, Xiongmin Mao^†, Wang Wang^†, Xiaolong Wang, Sheng Li*, Zijian Wang*

DOI:10.1002/EXP.20230126

泌尿系恶性肿瘤（UM）是全球医疗健康的重要威胁，尽管近年来在机制研究、早期诊断、免疫治疗和纳米医学方面投入了大量资源，效果却不尽如人意。生物打印研究模型（BRMs） 的出现，有望打破传统UM研究的局限，成为革命性的新工具。BRMs通过编程实现空间结构和功能，能够真实模拟组织和器官。本综述对UM的BRMs进行了全面回顾，首先对现有UM研究模型进行了介绍和比较，突出了BRMs的独特优势。随后，概述了六种主流的生物打印技术，并通过实例展示了BRMs在培养肿瘤球体、模型癌症转移、模拟肿瘤微环境、药物筛选器官芯片构建以及分离循环肿瘤细胞等方面的最新研究进展。最后，本文还探讨了BRMs和UM领域的当前挑战和未来发展方向，强调了跨学科科学的重要性。生物打印模型正成为泌尿系恶性肿瘤研究中的新利器，助力实现更精准的医学突破。

Recent advances in mitochondria-targeting theranostic agents

Kun Qian,  Shu Gao,  Zhaoning Jiang,  Qihang Ding,  Zhen Cheng*

DOI: 10.1002/EXP.20230063

线粒体靶向诊疗一体化（theranostic）材料在集成诊断成像与治疗功能方面展现了巨大的潜力，能够显著优化治疗流程，推动精准医疗的发展。本文综述了这类材料的研究进展，涵盖了常用的诊断模式与治疗策略，并深入探讨了不同类型的治疗剂及其在疾病中的应用。与此同时，文章还针对当前未解决的问题进行了讨论，并展望了该领域未来的发展方向。通过这篇综述，读者可以全面了解线粒体靶向诊疗材料的最新成果及其在精准医疗中的应用前景。

Exploration of metal-free 2D electrocatalysts toward the oxygen electroreduction

Joyjit Kundu^†,  Taehyun Kwon^†,  Kwangyeol Lee*,  Sang-Il Choi*

DOI:10.1002/EXP.20220174

氧还原反应（ORR）是燃料电池和金属空气电池中至关重要的步骤，而经济且易得的电催化剂则是推动其发展的关键。近年来，金属自由的二维材料因其低成本、丰富的来源、优越的导电性和良好的稳定性，成为了ORR电催化剂的理想替代品。这些材料通常通过掺杂杂原子、引入缺陷或构建异质结构来提升ORR性能。本综述深入探讨了金属自由二维材料作为ORR电催化剂的潜力。首先，分析了这些材料的独特优势和ORR的反应机制。接着，全面回顾了各种金属自由二维材料的发展历程及其在ORR中的应用。此外，文章还着重探讨了增强这些材料性能的多种策略，并评估了它们对材料电子性能的影响。最后，本文展望了金属自由二维材料在未来作为高效ORR电催化剂所面临的挑战与机遇。

Stimuli-responsive linkers and their application in molecular imaging

Jing Wang^†,  Meng Liu^†,  Xinyue Zhang,  Xinning Wang,  Menghua Xiong*,  Dong Luo*

DOI:10.1002/EXP.20230027

分子成像作为一种非侵入性技术，广泛用于可视化和检测细胞或分子水平的生物事件。近年来，刺激响应连接子因其能够在特定生物标志物的作用下精准释放或激活成像剂，逐渐成为提升分子成像特异性、灵敏度和效果的关键工具。本篇综述汇总了刺激响应连接子在分子成像中的最新进展，探讨了其在设计可激活分子成像探针方面的潜力。希望这一综述能够激发更多关于响应型连接子及其成像应用的研究兴趣。

Recent progress in quantitative analysis of self-assembled peptides

Xiaoyao Cai,  Wei Xu,  Chunhua Ren,  Liping Zhang,  Congrou Zhang,  Jianfeng Liu*,  Cuihong Yang*

DOI:10.1002/EXP.20230064

自组装肽因其优异的生物相容性和多样的功能，已成为重要的生物材料。近年来，自组装肽在生物医药领域的应用设计上取得了显著进展。量化分析技术，如基于成像的定量技术、色谱技术以及分子动力学模拟等，正在成为探索自组装肽结构、特性及其生物医药应用的有力工具。然而，关于这些量化技术的全面综述仍然较为稀缺。本综述总结了近年来自组装肽在生物稳定性、细胞摄取、生物分布以及自组装行为等方面的量化研究技术的最新进展，详细阐述了这些技术的具体应用及作用。最后，对该领域面临的挑战和未来展望进行了总结。相信这篇综述将为肽基材料与药物研发的研究人员提供技术指导，并为该领域的新研究者提供宝贵参考。

Bioimaging and prospects of night pearls-based persistence phosphors in cancer diagnostics

Ruipu Shang,  Feifei Yang,  Ge Gao,  Yu Luo*,  Hongpeng You,  Lile Dong*

DOI:10.1002/EXP.20230124

在癌症诊断领域，无机长余辉荧光粉因其长余辉寿命、低背景散射和极少自发荧光的优势，展现出巨大潜力。特别是近红外光的应用，由于其深度穿透、高分辨率、低自发荧光及组织吸收的优势，使得长余辉荧光粉在深层生物成像中表现出色。本研究着重介绍了无机长余辉荧光粉的合成方法及其在癌症诊断中的应用。我们探讨了几种常见的合成方法，如高温固相法、热分解法、水热/溶剂热法以及模板法，旨在获得适用于生物体的小尺寸探针。此外，还讨论了不同激发条件下无机长余辉荧光粉的发光机制，并探究了包括镓酸盐、锗酸盐、铝酸盐和氟化物在内的有效基质。最后，总结了无机长余辉荧光粉在优化方向上的现状及其在癌症诊断中面临的挑战。

Research progress and application of high efficiency organic solar cells based on benzodithiophene donor materials

Congqi Lin,  Ruixiang Peng*,  Jingyu Shi,  Ziyi Ge*

DOI:10.1002/EXP.20230122

在全球气候变化不断加剧的背景下，对清洁可再生能源的需求变得愈加迫切。作为应对这一挑战的有力解决方案，有机太阳能电池（OSCs）备受关注。本综述回顾了基于苯并二噻吩（BDT）的聚合物和小分子供体材料的分子设计策略的最新进展，重点介绍了主链工程、侧链工程以及其他独特的分子设计路径。目前，基于BDT的供体材料制备的二元OSCs的光电转换效率（PCE）已接近20%。作者详细探讨了供体材料的分子变化与对应OSCs器件光电性能之间的潜在关系，为未来稳定高效的供体材料的分子设计提供了理性指导。

Unveiling the importance of the interface in nanocomposite cathodes for proton-conducting solid oxide fuel cells

Yanru Yin,  Yifan Wang,  Nan Yang*,  Lei Bi*

DOI:10.1002/EXP.20230082

高性能阴极的设计对质子导体固体氧化物燃料电池（H-SOFC）的发展至关重要。研究揭示，掺锰的纳米复合阴极在提升性能方面表现出色，但其背后的机制仍不完全明了。研究发现，当掺锰浓度超过30%时，BaZrO₃中会形成BaCoO₃和BaZr_0.7Co_0.3O₃纳米复合材料。通过薄膜研究和第一性原理计算，研究团队确认了BaCoO₃/BaZr_0.7Co_0.3O₃界面的构建对阴极催化活性的显著提升。最终，配备BaZr_0.4Co_0.6O₃阴极的H-SOFC在700°C下达到了2253 mW cm⁻²的功率密度！

Oxygen-carrying semiconducting polymer nanoprodrugs induce sono-pyroptosis for deep-tissue tumor treatment

Fengshuo Wang^†,  Yongliang Fan^†,  Yue Liu,  Xiangxin Lou*,  Linawati Sutrisno*,  Shaojun Peng*,  Jingchao Li*

DOI:10.1002/EXP.20230100

在癌症治疗领域，声动力疗法（SDT）被广泛探索，尤其对深层肿瘤具有潜在的治疗效果。然而，复杂的肿瘤微环境限制了SDT的疗效。最新研究创新地构建了一种氧载体半导体聚合物纳米前药（OSPNpro），结合了增强型SDT和焦亡（pyroptosis）策略，为深层肿瘤的治疗提供了全新思路。这项研究通过将氧载体（全氟己烷）、声敏感半导体聚合物（作为声敏感剂）和反应性氧种（ROS）响应的前药共同加载到纳米粒子系统中，成功制备了这种聚合物纳米前药（OSPNpro）。系统性给药后，OSPNpro 能有效积聚在肿瘤组织中，释放氧气以缓解肿瘤缺氧微环境，从而在超声波照射下产生ROS，显著增强SDT效果，即使在覆盖2厘米鸡胸肉组织的情况下也能有效治疗。此外，ROS响应前药在生成的ROS作用下激活，引发肿瘤细胞的焦亡。焦亡效应显著提升了效应免疫细胞的肿瘤浸润水平，诱发强效抗肿瘤免疫反应。研究表明，基于OSPNpro的联合疗法能够显著抑制2厘米鸡胸肉组织覆盖的深层肿瘤生长，并抑制肿瘤转移。这一创新的前药纳米平台为深层肿瘤治疗开辟了新的方向。

Endoperoxide-enhanced self-assembled ROS producer as intracellular prodrugs for tumor chemotherapy and chemodynamic therapy

JunJie Tang,  Yadong Liu,  Yifan Xue,  Zhaozhong Jiang,  Baizhu Chen*,  Jie Liu*

DOI:10.1002/EXP.20230127

最新研究展示了一种创新的药物递送系统——基于前药的自组装纳米颗粒（PSNs），它们在肿瘤微环境下表现出显著的疗效。这些PSNs能够通过生成高度毒性的活性氧（ROS）显著提升化学动力学疗法（CDT）的效果。在本研究中，研究人员设计了一种pH响应的AR药物递送系统——ARS-4-羟基苯甲酸腙（HBZ）-5-氨基卟啉酸（ALA）纳米颗粒（AHA NPs）。这种系统不仅大幅提升了ART药物的负载能力，还通过在ART分子C10位点引入电子吸引基团，增强了ROS的生成。AHA NPs能够在酸性环境下释放ALA和ARS-HBZ，同时ALA能提高线粒体内的血红素水平，进一步促进ROS的生成和脂质过氧化反应，从而实现卓越的抗肿瘤效果。这一研究通过化学修饰显著提升了ARS的化疗效果，为临床应用提供了新的可能性。

Cornea-SELEX for aptamers targeting the surface of eyes and liposomal drug delivery

Ka-Ying Wong,  Yibo Liu,  Man-Sau Wong,  Juewen Liu*

DOI:10.1002/EXP.20230008

眼角膜是药物递送至眼部的主要障碍，这导致了局部眼部治疗的生物利用度低、效果差。为了解决这一问题，作者采用了组织-SELEX技术从猪眼角膜中筛选了结合角膜的适体（aptamer），并开发了适体功能化的脂质体载体。研究发现，两个主要的适体——Cornea-S1和Cornea-S2——能够有效结合人角膜上皮细胞（HCEC），其Kd值分别为361和174 nM。我们将这两种适体用于功能化脂质体，并加载了环孢素A（CsA），用于治疗干眼症。通过多价结合，Cornea-S1和Cornea-S2功能化脂质体的Kd值显著降低至1.2和15.1 nM，大大提升了药物的递送效果。在HCEC中，这些适体显著提高了脂质体的摄取，且在24小时内持续保持药物效果。与自由药物相比，适体-CsA脂质体使用了十倍少的CsA，就能达到类似的抗炎和紧密连接调节效果。在兔子干眼模型中，Cornea-S1-CsA脂质体在维持角膜完整性和泪膜破裂时间方面表现与市售CsA眼药水相当，但使用了更低的CsA剂量。这项研究表明，角膜-SELEX技术获得的适体可以作为眼部药物递送的一般配体，为各种眼病甚至其他疾病的治疗开辟了新的前景。