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彭孝軍教授課題組報(bào)道首例近紅外光驅(qū)動(dòng)超氧陰離子自由基

分子發(fā)生器用于乏氧實(shí)體瘤光動(dòng)力治療

世界上無(wú)論哪個(gè)國(guó)家和地區(qū)，腫瘤都成為了當(dāng)今威脅人類生命健康的最大因素，給人類社會(huì)造成了沉重的負(fù)擔(dān)。如何實(shí)現(xiàn)腫瘤的診斷與治療一體化，一直是生物醫(yī)學(xué)以及化學(xué)領(lǐng)域研究者所關(guān)注的重大課題。光動(dòng)力治療（Photodynamic Therapy, PDT）是一種基于光敏劑的新型癌癥治療手段，其可在特定波長(zhǎng)激發(fā)光的作用下產(chǎn)生活性氧類物質(zhì)（reactive oxygenspecies，ROS），導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞壞死和凋亡，或通過(guò)破壞腫瘤組織中的微血管造成局部缺血缺氧導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡。由于其良好的可重復(fù)應(yīng)用無(wú)耐藥性以及較小的侵入性等特征，PDT日漸成為一種頗具前景的腫瘤治療方式。然而，在光動(dòng)力治療過(guò)程中，傳統(tǒng)應(yīng)用的光敏劑主要為氧氣依賴性的Type II試劑，這嚴(yán)重限制了其對(duì)于實(shí)體瘤內(nèi)部乏氧區(qū)域的治療效果。因此，設(shè)計(jì)合成能夠克服腫瘤乏氧的新型高效診療一體化光敏劑對(duì)于提高抗腫瘤效果至關(guān)重要。

近日，化環(huán)生學(xué)部精細(xì)化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室彭孝軍教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了首例近紅外光控小分子超氧陰離子自由基產(chǎn)生體（ENBS-B）用于乏氧腫瘤的靶向光動(dòng)力治療，并揭示了其在生物體內(nèi)乏氧狀態(tài)下仍具有理想光動(dòng)力效果的可能性機(jī)制。研究表明，產(chǎn)生的超氧陰離子自由基既可以直接導(dǎo)致細(xì)胞損傷，還可參與細(xì)胞內(nèi)超氧歧化酶介導(dǎo)的歧化反應(yīng)以及隨后的芬頓反應(yīng)形成強(qiáng)氧化能力羥基自由基以進(jìn)一步強(qiáng)化抗厭氧作用。而且，在上述聯(lián)級(jí)生物反應(yīng)中，氧氣分子可在一定程度上循環(huán)利用，這就為ENBS-B在低氧狀態(tài)下良好的Type I PDT效果提供了保障。此外，通過(guò)與癌癥標(biāo)志物生物素的共價(jià)連接，在體外共培養(yǎng)模型中實(shí)現(xiàn)了腫瘤與正常細(xì)胞的高效區(qū)分（87倍）。尾靜脈注射后，ENBS-B可選擇性靶向腫瘤部位，并在光照后明顯抑制腫瘤生長(zhǎng)。更重要的是，ENBS-B的光動(dòng)力效果是臨床用光敏劑Ce6的114倍。這些實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)果將有助于設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)高效光敏劑，應(yīng)用于臨床乏氧實(shí)體瘤的靶向診斷與治療。

相關(guān)成果發(fā)表于J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 14851?14859。文章第一作者是本課題組博士研究生李明樂(lè)，通訊作者為大連理工大學(xué)彭孝軍教授，以上工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、NSFC-遼寧聯(lián)合基金的大力支持。

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