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北化尹梅贞教授课题组 Angew:光控可切换肿瘤治疗 →从光动力/光热到长效化动力治疗
2024-04-10  来源:高分子科技

  活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)是一组具有高反应性和氧化能力的化学物质,主要包括羟基自由基(?OH),超氧阴离子(O2??),单线态氧(1O2)和过氧化氢(H2O2)等。在癌症治疗领域,光动力治疗(PDT)和化动力治疗(CDT)是产生ROS的主要手段,两者联合可以充分发挥各种ROS的优势,提高肿瘤细胞杀伤能力。然而,尽管CDT产生的?OH氧化能力很强,但存在容易失活、持续产生能力不足等问题,增加了肿瘤残余和复发的风险。


  近日,北京化工大学尹梅贞教授课题组,基于花菁染料的聚集体调控,构建了一种光触发纳米系统,用于光动力/光热到长效化动力的可切换肿瘤疗法(图1)。该纳米系统实现了由关闭状态(无ROS产生),到肿瘤位置的PDT激活(产生1O2),再到CDT的持续激活(长效产生?OH),以此提升安全性和肿瘤杀伤效率。 


1. Cu-PCy J聚集体的构建及其从光动力/光热到长效化动力切换治疗示意图


  由于铜卟啉的位阻效应,铜卟啉花菁分子(Cu-PCy)与DSPC可以通过成膜法,共组装形成稳定的J聚集体结构(Cu-PCy JNPs)。该J聚集结构不仅使光谱发生红移、提高了花菁分子的光动力性能,还可以有效降低分子在血液循环中的泄露,提高生物安全性。此外,由于J聚集内的紧密分子堆积,使得铜卟啉与环境中的过氧化氢接触能力下降,有效抑制了化动力效果。在激光照射下,Cu-PCy JNPs 表现出优异的光动力与光热性能。与此同时,激光可快速降解花菁分子,致使J聚集解聚,从而实现长效的化动力的有序激活(图2 


2.A)从光动力/光热到长效化动力可切换治疗机理图。(B)光动力效果图;(C)光热效果图及(D)热成像图;(E)光热循环效果图;(F)光触发化动力效果及(G)其产生羟基自由基的持续时间图。


  在光照激活化动力后,可持续产生?OH长达48小时,从而诱导细胞内的氧化应激,促使细胞凋亡(图3。最后,基于良好的肿瘤富集能力,Cu-PCy JNPs 通过光热/光动力-化动力切换治疗,成功实现了肿瘤的有效清除。该工作为安全高效的ROS肿瘤治疗提供了一种新的光触发调控策略。 


3. 细胞内长效化动力效果及其细胞杀伤机制。


  这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上,本文通讯作者为北京化工大学尹梅贞教授冀辰东副教授第一作者是北京化工大学魏凯博士。该研究工作得到国家自然科学基金重点项目 (52130309)北京自然科学基金 (L234065)资助。


  论文信息:

  A Light-Triggered J-Aggregation-Regulated Therapy Conversion: from Photodynamic/Photothermal Therapy to Long-Lasting Chemodynamic Therapy for Effective Tumor Ablation

Kai Wei, Yanxin Wu, Xian Zheng, Li Ouyang, Guiping Ma, Chendong Ji,* and Meizhen Yin*

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202404395

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(责任编辑:xu)
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