Acta Biomaterialia：可逆pH切换的NIR-ІІ光敏剂用于肿瘤精准成像和光动力治疗
光动力治疗（PDT）作为一种新兴的癌症治疗方法引起了科研工作者的广泛关注。近年来，关于肿瘤部位成像与治疗的各类型的NIR-II光敏剂已有不少报道。然而，针对肿瘤微环境智能响应、精确成像、实时治疗、且具有高生物相容性的NIR-II有机小分子光敏剂的开发却鲜有报道。在这项工作中，我们开发了一系列近红外光激发、光稳定性好、大的斯托克斯位移的NIR-II光敏剂（RBTs）。其中，RBT-Br表现出更高的活性氧（ROS）产生效率，这得益于卤素重原子的引入来增强系间窜越（ISC）。值得注意的是，RBT-Br在730 nm激光下能同时产生单线态氧(1O2)和超氧阴离子(•O2−)。随后，我们采用分子工程技术，以空间效应为主导，利用螺旋内酰胺环关闭构建了三种pH响应的NIR-II光敏剂（RBT-pHs），其中，RBT-pH-1（pKa=6.78）在肿瘤微酸环境刺激下光敏性能定向激活，其荧光发射窗口达到933 nm。随后，将用DSPE-mPEG5k封装的RBT-pH-1纳米颗粒（RBT-pH-1 NPs）应用于小鼠动肿瘤的PDT治疗。结果表明，RBT-pH-1 NPs通过肿瘤微酸环境刺激激活和激光触发下产生ROS，表现出精确的肿瘤成像和显著的肿瘤生长抑制。我们期待这种多功能NIR-II有机小分子光敏剂为肿瘤的诊疗提供一种更高效应用于临床治疗的途径。
Reversible pH-switchable NIR-II nano-photosensitizer for precise imaging and photodynamic therapy of tumors, Yun Chai, Ye Sun, Zhijia Sheng, Yanyan Zhu, Tianyou Du, Bingjian Zhu, Hui Yu, Bin Dong*, Yi Liu*, Hai-Yan Wang*, Acta Biomater., https://doi.org/10.1016/j.actbio.2024.09.001.
Journal of Medicinal Chemistry:碱性磷酸酶激活的近红外频率上转换光敏剂用于肿瘤光动力治疗
频率上转换发光（FUCL）是一种单光子过程，与传统的下转换发光相比，具有更深的穿透深度、更高的信噪比和更好的光稳定性。因此，开发有效的近红外FUCL光敏剂成为深层肿瘤光动力疗法（PDT）的研究热点。研究人员设计并合成了一系列溴取代的半花菁分子（命名为NFh-Br）。研究结果表明，溴原子的取代位置和数量会影响1O2的产生和上转换发光效率；经过测试和筛选发现，光敏剂NFh-Br11在808 nm近红外光激发下表现出优异的1O2生成效率和能够诱导肿瘤细胞凋亡。同时，基于NFh-Br11结构所设计的可激活分子NFh-ALP在没有ALP存在时保持惰性，当被ALP激活时会释放出产生活性氧的活性形式的NFh-Br11。这种设计可以提高治疗的特异性，减少对正常组织的损伤，为开发可激活的上转换光敏剂提供了一种新策略。
Alkaline Phosphatase Activated Near-Infrared Frequency Upconversion Photosensitizers for Tumor Photodynamic Therapy, Chao Zhao, Wanlu Sun, Xiaoyan Huang, Yi Liu*, Hai-Yan Wang*. J Med Chem. 2024, DOI: 10.1021/acs.jmedchem.4c01296
Journal of Medicinal Chemistry:一种用于肿瘤靶向成像和治疗的可激活无重原子上转换光敏剂
肿瘤的早期诊断和治疗至关重要，荧光成像引导的光动力疗法（PDT）因其无创、可忽略的耐药性、高时空选择性和良好的治疗效果而受到广泛关，但仍面临几个挑战，例如缺乏选择性、光的深层穿透力不足以及有效活性氧（ROS）的生成效率低。研究人员以半花菁染料为结构骨架，开发了一系列无重离子取代的频率上转换光敏剂，其中在近红外光照射下只有NFh-NMe-2可有效产生1O2，同时产生显著的频率上转换发光信号。基于肿瘤微环境中过表达的硝基还原酶（NTR），用对硝基苄基修饰光敏剂NFh-NMe-2，获得可激活的FUCL光敏剂NFh-NTR。 NFh-NTR能够被NTR激活，这一激活过程导致光敏剂NFh-NMe-2的释放和上转换发光的开启。在近红外光激发下，产生大量的1O2，能够精确地针对含有光敏剂的细胞，减少对周围健康组织的损害。NFh-NTR通过凋亡机制诱导细胞死亡，并在体外和体内表现出良好的抗肿瘤效果。这项工作为肿瘤治疗中FUCL光敏剂的化学设计开辟了新的策略。
An Activatable Heavy-Atom-Free Upconversion Photosensitizer for Targeted Imaging and Treatment of Tumors， Chao Zhao, Wanlu Sun, Yanyan Zhu, Xiaoyan Huang, Ye Sun, Hai-Yan Wang*, Yi Pan*, Yi Liu*. J Med Chem. 2024, DOI: 10.1021/acs.jmedchem.4c02679
Coordination Chemistry Reviews: 基于光学成像技术的纳米探针用于检测肝损伤疾病中的生物标志物
肝脏是人体的重要器官，主要执行代谢功能，还具有解毒、造血和凝血等作用。肝损伤一般包括酒精性肝损伤（ALI）、药物性肝损伤（DILI）和病毒性肝损伤。在以前的研究中，研究者们设计了各种荧光探针来检测肝损伤的程度。然而，大多数荧光探针存在生物相容性低、水溶性差、亮度低、发光寿命短和毒性高等局限性。因此，有必要开发用于活体肝损伤成像的新型探针。由于独特的尺寸和结构，纳米探针表现出与宏观物质不同的物理和化学性质，具有广阔的应用前景。在本综述中，我们讨论了纳米探针领域最近涉及肝损伤检测的相关工作。我们将重点介绍与肝损伤相关的生物标志物包括ROS、RNS、RSS等，还分析了基于荧光发射、光声等光学成像技术的纳米探针的设计策略、检测机制、光谱特性及其生物应用。我们最后对这些纳米探针的检测方法、靶向生物标志物、LOD、肝损伤类型和粒径进行了总结并讨论了它们在临床生物应用上仍存在的潜在挑战。
Reversible pH-switchable NIR-II nano-photosensitizer for precise imaging and photodynamic therapy of tumors, Yun Chai, Ye Sun, Zhijia Sheng, Yanyan Zhu, Tianyou Du, Bingjian Zhu, Hui Yu, Bin Dong*, Yi Liu*, Hai-Yan Wang*, Acta Biomater., https://doi.org/10.1016/j.actbio.2024.09.001.
