Small Structures:新型铂配位氮杂二吡咯染料用于肿瘤联合光疗

光动力疗法(PDT)已经应用于各种疾病治疗的临床前实验,特别是恶性肿瘤。在PDT中,光激活的光敏剂可以将组织氧转化为具有细胞毒性的单线态氧(1O2),从而有效地杀死肿瘤细胞。然而,肿瘤部位的缺氧环境严重削弱了光动力治疗的效果。为了解决这一难题,科研工作者们利用多模式肿瘤治疗策略来提高肿瘤的治疗效果。其中,在光热疗法(PTT)中,光热试剂将光能转化为热,从而杀死肿瘤细胞。上述过程不仅不消耗O2,反而可以通过热增加血流量来提高肿瘤区域的氧浓度,从而克服PDT的上述缺点。因此,开发新型的具有优异PDT和PTT效应的协同光疗试剂(SPT)对实现高效的癌症治疗具有重要意义。

南京邮电大学赵强教授课题组以氮杂二吡咯骨架为SPT前驱体,利用重原子效应,通过依次引入Pt离子和I原子,构建了具有优异PDT和PTT效应的SPT(D-3)。最终,通过自组装得到的纳米光疗剂,利用其多级增强的PDT和PTT效应,成功抑制了肿瘤的生长。相关结果发表在Small Structures上。

研究人员利用重原子效应,依次将Pt离子和I原子引入到氮杂二吡咯骨架中,合成了一系列新型光疗试剂。系统的理论计算和光物理性质研究表明,Pt离子和I原子的引入可以同时提高氮杂二吡咯骨架的热和1O2产生能力。为了探究D-3的生物应用,利用D-3和脂质体自组装的方式得到了具有良好生物相容性的纳米光疗试剂(APIDNs)。APIDNs依旧表现出高的光热转换能力和1O2产生能力,以及浓度依赖的光声信号。APIDNs在小鼠体内的光声成像和光热成像实验验证了其优异的EPR效应和高的光热转换性能。最后,在光热和光声成像的指导下,APIDNs通过其协同的PTT和PDT效应成功抑制了肿瘤的生长。本研究中提出的设计策略有利于推动基于金属配位的氮杂二吡咯新型SPT的发展。

该研究得到了国家杰出青年科学基金(61825503)、国家自然科学基金(22075148)、国家重点研发计划项目(2017YFA0205302)的支持。

论文信息:

Rational Design of Near-Infrared Aza-Platinum-Dipyrromethene-Based Nanophototherapy Agent with Multistage Enhancement for Synergistic Antitumor Therapeutics

Yunjian Xu, Menglong Zhao, Yucheng Zhou, Jiawei Wang, Mingdang Li, Feiyang Li, Wen Lv, Shujuan Liu*, Qiang Zhao*

Small Structures

DOI: 10.1002/sstr.202100094

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/sstr.202100094