超分子光敏剂在光动力治疗肿瘤中的应用

AFM

超分子光敏剂结构模型图(左)和对肿瘤的抑制作用(右)

光动力疗法是近些年发展起来的以光、光敏剂和氧的相互作用为基础的一种肿瘤治疗手段。光动力治疗的原理是在光敏剂的参与下,通过光照生成单态氧,使细胞或生物分子发生机能或形态变化,从而导致细胞凋亡和坏死。与手术、化疗、放疗等常规治疗手段相比,光动力学疗法具有创伤小、毒性低微、选择性好、可重复治疗等优势,其中光敏剂的性能是影响光动力治疗效果的关键所在。金属酞菁属于第三代光敏剂,已经被应用于临床使用,但是存在如下问题:由于苯环的p-p堆积会导致二聚体及多聚体的产生;聚集体的存在使得光敏剂从激发态过渡到三线态的几率降低,导致生成单态氧的能力显著降低,最终影响光动力治疗的效果。

超分子插层结构水滑石(Layered Double Hydroxides, LDHs)是近年来发展极为迅速的一类无机二维功能材料,其在催化、吸附、功能助剂、药物载体等领域获得了广泛的研究和应用。基于上述问题,北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室段雪院士、卫敏教授研究团队和解放军302医院鄢丹博士研究团队密切合作,在新型光敏剂研究方面取得重要进展。他们将酞菁锌插层到LDHs层间,获得了超分子结构光敏剂;基于主客体相互作用有效抑制了酞菁锌的聚集,显著提升了酞菁锌/LDHs复合光敏剂生成单态氧的能力。细胞实验表明在极低的给药量(10 μg/mL)条件下,对肿瘤细胞的抑制效果达到85.7%。小鼠的体内实验也证明了酞菁锌/LDHs光敏剂在极低的药物用量(0.3 mg/kg)以及较低的光通量(54 J/cm2)照射下,对于活体肿瘤具有良好的抑制作用。同时,酞菁锌/LDHs超分子光敏剂还具有光稳定性好、生物相容性高的优势,有望在光动力治疗中得到应用。

该工作得到了国家科技部973计划、国家自然科学基金的资助。

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