Angew. Chem. :光控可切换肿瘤治疗:从光动力/光热到长效化动力治疗

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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。



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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。

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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。

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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。激活后的化动力可持续产生•OH长达48小时,从而诱导细胞内的氧化应激,促使细胞凋亡。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。

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, Prof. Guiping Ma, Chendong Ji, Prof. Meizhen Yin


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202404395



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