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LITERATURE

发布日期:4/23/2024 8:30:00 PM

 

内容提要

   光疗为抑制肿瘤细胞程序性死亡(PCD)的逃避提供了一种非侵入性和时空可控的范式。然而,传统的光敏剂(PSs)往往诱导单一的PCD过程,导致光损伤不足,严重阻碍了它们的应用范围。本研究通过调节电子给体,通过诱导协同热亡和凋亡,通过分子工程技术开发出聚集诱导的NIR-II发射PS (DPITQ),用于质膜和线粒体双靶向肿瘤治疗。DPITQ在635 nm的激光照射下显示出I型和II型活性氧的增加以及高光热转换效率(43%)。良好的生物相容性和适宜的亲脂性有助于DPITQ特异性地锚定在癌细胞的质膜和线粒体中。光敏的DPITQ可以破坏完整的质膜,引起线粒体功能障碍,最终导致在缺氧条件下同时发生焦亡和凋亡,从而抑制癌细胞的增殖。DPITQ纳米颗粒(NPs)对裸鼠静脉血管具有清晰的NIR-II荧光成像能力。DPITQ NPs在多细胞肿瘤球体和体内都能发挥有效的NIR-II荧光成像引导光疗,对肿瘤的破坏最大,对正常组织的不良影响最小。

 

实验结果与讨论

染料分子的与光物理性质研究

   电子给体和电子受体通过电桥(D-π-A)的共价整合是一种合理的策略,可以使荧光团的吸收/发射发生红移,促进I型ROS的产生。本研究以吸电子能力强的喹啉为固定受体,以三苯胺(TPA)、TPA取代噻吩和给电子能力强的3,3二甲基- n, n-二苯基- 3h -吲哚-5胺取代噻吩为给体。采用合理的分子工程策略,设计合成了三种阳离子ps (TPAQ、TPATQ和DPITQ)。从TPAQ、TPATQ到DPITQ,供体的给电子能力逐渐增强,促进了分子内电荷转移(ICT)效应的增强,从而导致吸收和发射红移,增强了ROS的生成效率。此外,二苯基氨基单元作为自由转子触发AIE效应,扭曲的分子构象导致分子在聚集状态下松散堆积,提高光热转化效率。

   PSs在甲醇(MeOH)中的吸收光谱在499 nm (TPAQ), 530 nm (TPATQ)和527 nm (DPITQ)处表现出强烈的峰。可见区域的强吸收谱可以归因于ICT从给电子的TPA基团到吸电子的喹啉基团的转变。然后在不同水体积分数(fw)的甲醇-水二元溶剂体系中评估PSs的AIE特性。以DPITQ为例,在MeOH溶液中检测到微弱的荧光,并且发射持续下降,直到fw达到80%,这是由于ICT效应增强引起的。在fw大于80%后,由于分子内运动的限制,发射量逐渐增加明确证明了DPITQ的AIE特征。增加DPITQ的浓度,AIE现象更加清晰。TPAQ和TPATQ观察到相似的增强排放行为。通过动态光散射(DLS)分析进一步验证了在99%的fw处存在纳米聚集体,得到的水动力半径分别为140 nm (TPAQ)、164 nm (TPATQ)和122 nm (DPITQ)。DPITQ纳米聚集体相对较小的粒径可能归因于DPITQ较高的亲脂性。DPITQ纳米聚集体在水介质(含10%胎牛血清,FBS)中具有长达7天的良好稳定性。值得注意的是,TPATQ和DPITQ的发射强度在超过95%的fw后略有下降,这可能是由于纳米聚集体的形态变化。更重要的是,聚集的DPITQ的发射落在NIR-II区,在1048 nm处产生最大发射峰,这使得DPITQ具有很大的体内生物成像应用潜力。

   采用2 ',7 ' -二氯双氢荧光素(DCFH-DA)作为广谱ROS探针,对AIE ps光诱导ROS生成能力进行了评价。用635 nm激光(0.75 W cm−2)照射聚合DPITQ后,DCF (DCFH-DA的氧化形式)的荧光增强,发射强度在10 s内达到平稳,强度增加277倍。而采用TPAQ、TPATQ、结晶紫(CV, I型参考)和Ce6 (II型参考)时,DCF的发射增量下降,分别增加177倍、259倍、82倍和115倍。这些结果表明,聚集的DPITQ具有更好的ROS生成效率。随后利用商业ROS指标,包括二氢霍达明123 (DHR123,用于O2•−)、羟苯基荧光素(HPF,用于⋅OH)和9,10-蒽二基-双(亚甲基)二丙二酸(ABDA,用于1O2)来澄清ROS的种类。照射60 s后,DHR123在529 nm处的荧光强度与照射前相比分别增加了120倍(TPAQ)、424倍(TPATQ)和546倍(DPITQ),而CV组和DHR123组的荧光增强分别达到51倍和5倍。采用HPF后,TPAQ、TPATQ和DPITQ的发射增强曲线相似,分别是激光照射前的67倍、319倍和476倍。相反,在相同的辐照条件下,CV组和hfp组都有微弱的发射增强。以上结果表明,DPITQ具有更突出的I型ROS生成功效。值得注意的是,当用激光照射ABDA和ps的混合物时,ABDA在378 nm处的吸收从TPAQ、TPATQ到DPITQ的顺序急剧下降,而Ce6和ABDA-only组的吸收变化微弱到可以忽略不计,表明DPITQ也可以通过II型光化学途径呈现更有效的1O2生成能力。以5,5-二甲基-1-吡咯啉- n-氧化物(DMPO, O2•−和•OH)和2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮盐盐(TEMP, 1O2)为自旋诱捕剂,通过电子顺磁共振(EPR)测量进一步证实了短寿命O2•−、⋅OH和1O2的生成。如图1i所示,用激光照射MeOH中的DMPO和DPITQ后,检测到来自DMPO - O2•−加合物的尖锐的六线EPR信号,g值为2.0057。在PBS溶液中辐照DMPO和DPITQ时,出现明显的四线EPR信号,其强度为1:2:2:1,g值为2.0068,与DMPO •OH加合物的特性吻合较好。用TEMP代替DMPO,用激光照射溶液,得到了三线等强度的EPR信号,其g值为2.0060,属于TEMP-1O2加合物。在没有DPITQ或激光照射的情况下,未观察到明显的EPR反应,表明DPITQ容易同时产生有毒的I型和II型ROS,这在低氧生物环境下对抗恶性肿瘤方面具有潜在的价值。

   除了生成活性氧外,还验证了PSs的光热行为。在635 nm激光(0.75 W cm−2,20 min)照射下,DPITQ (0.5 mm在PBS溶液中)的温度呈现出快速升高的趋势,温度最高达到53.8℃,升温31.0℃(∆T),高于TPAQ(∆T≈14.3℃)和TPATQ(∆T≈24.0℃)。进一步研究表明,DPITQ的温度升高与其浓度和激光功率密度呈正相关,表明可控光热效应的可行性。值得注意的是,通过对DPITQ溶液进行635 nm (0.75 W cm−2)的连续激光照射,然后自然冷却到环境温度,在六次加热-冷却循环后,最大温升的下降可以忽略,表明其具有良好的热稳定性。根据温度变化,估算光热转换效率分别为15% (TPAQ)、31% (TPATQ)和43% (DPITQ)。较高的值表明DPITQ具有更好的产热能力,使DPITQ成为光热治疗(PTT)的理想候选者。

 

质膜和线粒体靶向成像

   AIE PSs的优异光学性能促使我们使用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)评估其亚细胞成像性能。用PSs (10 μm)孵育宫颈癌HeLa细胞30 min后,在离散的亚细胞分布中观察到明亮的荧光,特别是DPITQ部分锚定在质膜上,部分内化到细胞中。这种双靶向现象也可以在500 nm的低浓度下实现。DPITQ与Mito-Tracker Green (MTG,线粒体探针)、DiO(质膜探针)、Lyso-Tracker Green (LTG,溶酶体探针)、Hoechst 33342(核探针)、Golgi- tracker Green (GTG,高尔基体探针)、ER-Tracker Green (ETG,内质网探针)等商用探针进一步共定位实验发现,DPITQ的红色荧光与MTG和DiO的绿色荧光重叠(图3a),展示了其特定的质膜和线粒体双重靶向能力。以无水洗方式进行时间依赖性细胞成像,以动态跟踪上述质膜和线粒体靶向过程。在5分钟内可以清晰地看到质膜的荧光信号,背景荧光干扰可以忽略不计。将孵育时间延长至30min,部分DPITQ内化到细胞内,质膜和线粒体均产生强烈荧光。即使孵育时间延长至180分钟,这种双靶向现象仍保持不变。在进行细胞洗涤的对照组中观察到类似的成像结果。在无洗涤条件下双细胞器特异性成像能力显示了DPITQ在实时和原位监测亚细胞结构形态变化方面的巨大潜力。值得注意的是,共定位实验表明,即使在孵育360分钟后,DPITQ仍主要位于质膜和线粒体中。考虑到癌变线粒体通常具有较高的线粒体膜电位(MMP),我们还评估了DPITQ对MMP变化的敏感性。在细胞染色之前,经典的氧化磷酸化解耦剂被称为羰基氰化物间氯苯腙(CCCP),通过打开线粒体通透性过渡孔来消散MMP。随着CCCP浓度的增加,线粒体DPITQ的荧光逐渐减弱。CCCP浓度达到100 μm后,DPITQ对应的荧光强度下降到初始值的一半。这种CCCP浓度依赖的成像行为表明DPITQ对MMP的变化很敏感。值得注意的是,DPITQ具有优异的光稳定性。成像过程中DPITQ对应的荧光强度保持在95%以上。

 

   为了验证这一假设,我们以稳定表达绿色荧光蛋白(GFP)的人胶质母细胞瘤细胞(U-87 U-87 MG-flucGFP)为指示细胞,以中国仓鼠卵巢细胞(CHO细胞)和HeLa细胞为正常细胞和癌细胞。GFP的表达有助于U-87 MG-flucGFP细胞与其他细胞的区分。将U-87 MG-flucGFP细胞与CHO细胞共培养,DPITQ染色后,仅U-87 MG-flucGFP细胞可见红色荧光。然而,用HeLa细胞代替CHO,从所有混合细胞中检测到明亮的红色荧光。进一步的线性分析表明,含有U-87 MG-flucGFP和HeLa细胞的组可以同时被DPITQ标记。受DPITQ这种有希望的细胞识别能力的鼓舞,我们在更广泛的范围内评估了其对癌细胞的选择性亲和力的普遍性。以人肺腺癌上皮细胞(A549)、U-87 MG细胞、小鼠结肠癌细胞(CT26)、人乳腺腺癌细胞(MDA-MB-231)、人肝癌细胞(HepG2)、小鼠乳腺癌细胞(4T1)为癌细胞模型,CHO和小鼠胚胎成纤维细胞(3T3-L1)为正常细胞模型。DPITQ染色后,细胞的成像性能明显不同。所有癌细胞系都被DPITQ成功“点亮”,并表现出强烈的红色荧光信号。与此形成鲜明对比的是,CHO和3T3-L1细胞可见微弱的荧光。值得注意的是,从相应的癌细胞中提取的相对平均荧光强度比正常细胞高约6.5- 8.6倍。此外,通过流式细胞术定量分析DPITQ对不同类型细胞的染色效果(图4e,f),与CLSM图像结果一致。在4T1细胞中进一步证实了双细胞器靶向成像。结果令人信服地证明DPITQ是一种优秀的癌症特异性显像剂。

 

细胞内ROS的产生和体外肿瘤杀伤评价

   考虑到DPITQ具有较高的光动力和光热效率以及精确的质膜和线粒体靶向能力,我们评估了DPITQ在4T1细胞中的光疗性能。初步研究了DPITQ光诱导细胞内ROS的生成。用DCFH-DA和DPITQ染色4T1细胞后,立即用635 nm激光(0.25 W cm−2)照射细胞。CLSM观察显示,随着时间的推移,DCF的荧光强度逐渐增加,并在180 s内达到饱和,荧光强度比辐照前增强了26倍以上。通过流式细胞术进一步定量ROS的产生。DPITQ和635 nm激光照射(0.25 W cm−2,180 s)处理组的ROS阳性细胞群百分比最高(>99.5%),与CLSM图像吻合良好。进一步评估不同氧水平环境下细胞内ROS的生成。建立缺氧环境,使用商用缺氧/氧化应激检测试剂盒(ROSID,在缺氧下发出鲜红色荧光)成功验证细胞内缺氧状态。随后,采用不同的ROS染色方法,包括droethidium (DHE, O2•−探针),HPF和单线态氧传感器绿色(SOSG, 1O2探针)。DHE染色后的4T1细胞在常氧条件下经DPITQ (10 μm)和635 nm激光照射(0.25 W cm−2,3 min)处理后,荧光强度较对照组增强11.2倍。在缺氧条件下观察到类似的荧光增强(8.6倍增强)。在常氧(11.8倍)和缺氧(10.7倍)条件下,用HPF代替DHE也检测到增强的绿色荧光信号。与常氧条件下SOSG的亮绿色荧光(12.2倍)相比,低氧条件下SOSG的荧光信号降低(2.8倍),表明缺氧环境下SOSG的1O2生成水平较低。以上结果表明,光敏DPITQ能在缺氧活细胞中产生I型ROS,增强了不同TMEs下PDT的功效。

 

   然后分别用JC-1、罗丹明123和台泮蓝等经典指标评价线粒体功能和质膜完整性。JC-1通过形成j -单体(J-M, 529 nm的绿色荧光)而不是j -聚集体(J-A, 590 nm的红色荧光)表明线粒体功能障碍,而细胞不渗透的台盼蓝很容易穿过被破坏的质膜来标记核DNA。在无激光照射的情况下,在常氧和缺氧条件下,DPITQ染色的细胞可见明显的红色荧光,表明线粒体完好无损,MMP水平较高。然而,当DPITQ预处理的细胞暴露于635 nm激光照射时,红色荧光几乎消失,而绿色荧光出现,说明DPITQ的光疗作用造成了严重的线粒体破坏。罗丹明123进一步证实了线粒体功能障碍,激光照射后绿色荧光信号消失。流式细胞术进一步测定MMP的变化。激光照射10 min后,DPITQ预染色细胞95%以上发出属于J-M的绿色荧光信号,与CLSM图像一致。对于台盼蓝染色试验,未经DPITQ处理的细胞在激光照射或不照射下均显示细胞核未染色。DPITQ在激光屏蔽下处理后,观察到类似的未染色细胞。与此形成鲜明对比的是,当DPITQ处理和激光同时照射时,几乎所有细胞的细胞核都呈蓝色,这表明光敏化的DPITQ广泛破坏了质膜的完整性。

   为了更好地评价双细胞器靶向光疗的细胞杀伤作用,对细胞形态变化进行了实时跟踪和系统分析。DPITQ染色后,将4T1细胞暴露于635 nm激光下,收集不同时间点的细胞图像。基于CLSM观察,DPITQ预染色细胞在激光照射前结构完整。照射4 min后,观察到明显的膜泡。延长照射时间至8分钟,起泡和变平的细胞肿胀,随后部分细胞破裂。激光照射8 min后,细胞核周围可见明显的凋亡体样囊泡。扫描电镜观察4T1细胞的精细形态学变化。DPITQ在黑暗中处理后,得到了一个完整的质膜,细胞表面光滑。在激光照射下,完整的细胞结构膨胀,并从质膜上吹出几个泡状突起。这些肿胀细胞在照射8分钟后最终变形破裂。值得注意的是,质膜上的气泡和凋亡的体样囊泡的突出与焦亡细胞和凋亡细胞的典型形态学特征非常吻合,这意味着dpitq介导的光疗促进了焦亡和凋亡。在相同的条件下,用TPAQ或TPATQ和激光处理细胞后,可以观察到质膜上可以忽略的气泡,这表明DPITQ的质膜靶向能力对引起热凋亡至关重要。Annexin V-FITC/PI检测试剂盒检测细胞凋亡。DPITQ预处理的4T1细胞用激光(635 nm, 0.25 W cm−2,10 min)照射时,可检测到可忽略的荧光。辐照后的4T1细胞再培养30min,观察Annexin V-FITC的绿色荧光,代表细胞凋亡的早期阶段。孵育时间延长至60 min后,绿色荧光变亮,细胞核内PI出现强烈的红色荧光,提示发生了晚期凋亡。与此形成鲜明对比的是,未经DPITQ处理的对照组未获得荧光信号。进一步的定量流式细胞术分析显示,当DPITQ染色的4T1细胞暴露在激光下并孵育60分钟时,类似的高凋亡细胞群(75.7%)。

 

细胞热亡和凋亡的研究

   焦亡和凋亡形态学的存在促使我们对光敏dpitq诱导的PCD进行了详细的机制研究。PCD模式首先使用不同的细胞死亡抑制剂进行验证。DPITQ预处理的4T1细胞照射后,获得了不同的细胞增殖谱。贝那卡珊(VX-765,焦亡抑制剂)或l-丙氨酸酰胺(z-VAD-fmk,凋亡抑制剂)组与未加抑制剂的对照组相比,对细胞增殖的抑制作用明显减轻(VX-765组为68.20%±4.63%,z-VAD-fmk组为54.36%±3.97%)。VX765与z-VAD-fmk在相同的照射条件下,细胞存活率高达88.4%±3.46%。相比之下,用铁他汀-1 (fer1,铁下垂抑制剂)、3-甲基腺嘌呤(3-MA,自噬抑制剂)或坏死性他汀-1 (Nec-1,坏死性下垂抑制剂)处理的组,细胞增殖几乎被阻断。由此推断,PCD的两种主要途径为焦亡和凋亡。为了进一步证明激活的caspase-1能够将GSDMD蛋白切割成GSDMDN。GSDMD-N易位到细胞膜上,形成膜孔,诱发热亡。随后,炎症因子通过膜孔释放。同时,大量生成的ROS激活p53,增加Bax的促凋亡蛋白的量,抑制Bcl-2的抗凋亡蛋白,进一步促进caspase-9的释放,介导caspase-3裂解为裂解的caspase-3,导致线粒体介导的凋亡。

   我们进一步定量评价了dpitq介导的光疗的体外抗癌能力。在低氧和常氧条件下,没有激光照射的细胞死亡几乎被消除,显示了DPITQ在体外的生物安全性。然而,激光照射(635 nm, 0.25 W cm−2,10 min)后,观察到不同的细胞增殖行为。对于4T1细胞,在100 μm DPITQ的作用下,细胞存活率低至22.12%±1.02%。特别是,得益于高效的I型ROS生成,4T1细胞在缺氧条件下也能成功抑制细胞增殖,在100 μm DPITQ下存活率为32.96%±5.38%。相比之下,DPITQ浓度达到100 μm时,对CHO细胞的细胞毒性相对较低,正常氧下的细胞存活率为52.61%±2.11%,缺氧时的细胞存活率为68.41%±1.61%。此外,在100 μm DPITQ的常氧条件下,引入抗坏血酸(Vc)和冷却作用(4°C)来减少ROS和湮灭热量,细胞活力分别提高到38.94%±2.02%和34.78%±4.90%。

   多细胞肿瘤球体模型(MCTSs)是主要的3D体外培养模型,用于模拟缺氧无血管肿瘤的微环境。因此,培养直径≈1000 μm的4T1细胞MCTSs,以评估DPITQ的光疗效果。25 μm DPITQ对MCTSs孵育30 min后,整个球体内出现明亮的荧光信号,表明DPITQ对MCTSs浸润成功。635 nm激光照射(0.25 W cm−2,10 min)后,完整的MCTSs在3天内逐渐塌陷,几乎崩解,表明DPITQ光疗对缺氧肿瘤有效。相反,仅用DPITQ或不加DPITQ处理时,MCTSs的形态学变化可以忽略不计,显示DPITQ在黑暗中对组织具有良好的生物安全性。

 

异种肿瘤移植小鼠模型体内NIR-II荧光成像和光治疗

   强烈的NIR-II发射特性和良好的生物相容性促使我们评价DPITQ NPs在体内深度NIR-II荧光成像中的适用性。在BALB/c裸鼠静脉注射DPITQ NPs后,可以看到血管中清晰的NIR-II荧光信号。放大腹部和股血管区域后,获得了更高的NIR-II成像分辨率。腹部和股骨图像中峰的半峰全宽分别为0.51和0.78 mm。腹部和股骨区域的SBR(从黄色横切线中血管和邻近组织的荧光强度获得)分别为1.46和1.81,与先前的精液报告相当。

   为了直观地证实DPITQ NPs在光疗过程中对抗肿瘤侵袭的优点,我们评估了NIR-II荧光成像(FLI)/光热成像(PTI)引导下的协同PDT和PTT对肿瘤的作用。在体内应用之前,评估DPITQ NPs的细胞染色和光疗效果。不同细胞用DPITQ NPs染色时,癌性质膜和线粒体双靶向表现相似。随后,采用不同的条件来评估DPITQ NPs的细胞靶向机制。与对照组在37°C时的强荧光相比,在4°C或不同代谢抑制剂(包括ATP消耗剂(寡霉素/2脱氧-d-葡萄糖)、网格蛋白和小窝介导的抑制剂(蔗糖和甲基--cyclodextrin)存在下,可以看到荧光减弱。结果表明,能量依赖性内吞作用在帮助DPITQ NPs选择性锚定在质膜和线粒体中起主导作用。随后的流式细胞术分析和细胞活力测定表明,DPITQ nps介导的光疗对细胞内ROS生成能力和细胞毒性与DPITQ相当。然后评估DPITQ NPs对肿瘤的成像性能。采用皮下移植4T1细胞建立BALB/c小鼠荷瘤模型。静脉注射DPITQ NPs后,在3小时内清晰地观察到来自肿瘤的强烈荧光信号(>1000 nm)。注射后48小时,这种明亮的NIR-II荧光保留在肿瘤部位,不干扰周围正常组织,瘤肌比(TBR)为2.92,该值高于TBR的标准临界值(2.00),足以与背景区分开。与此形成鲜明对比的是,在用生理盐水替换DPITQ NPs后,肿瘤区域的荧光反应可以忽略不计。进一步的离体荧光成像和相应的定量分析也证实了上述结果。DPITQ NPs的优先瘤内保留能力有利于体内PTI。红外(IR)热像图,635 nm激光(0.25 W cm−2,10 min)照射DPITQ nps给药肿瘤后,肿瘤部位温度从37.0℃升高到56.9℃(∆T = 19.9℃)。特别是,肿瘤组织的热疗(47.5°C)仅在照射1分钟后就实现了。然而,在相同条件下注射生理盐水时,肿瘤部位温度从37.3°C轻微升高至45.2°C(∆T = 7.9°C)。DPITQ NPs具有高、快的体内光热转换能力,为实现肿瘤原位高分辨率PTI和高效PTT提供了可能。

   静脉注射DPITQ NPs(或生理盐水)12小时后,用(或不用)635 nm激光(0.25 W cm-2)照射肿瘤部位10分钟,每天记录治疗过程中肿瘤体积的变化,以评估光疗效果。生理盐水组、生理盐水加激光组和DPITQ NPs组的肿瘤生长不受控制,表明仅激光照射和DPITQ NPs加载的抗肿瘤作用可以忽略不计。然而,对于激光治疗DPITQ NPs组,侵袭性肿瘤生长被有效抑制,并伴有肿瘤消融和结痂。治疗10天后,DPITQ NPs和激光同时治疗的肿瘤完全根除。根据小鼠体重波动的记录,未观察到明显的体重异常,表明DPITQ NPs的不良影响可以忽略不计,并且对体内系统具有适用性。治疗后,采集小鼠主要脏器,采用苏木精和伊红(H&E)染色进行组织病理学分析。DPITQ NPs和激光处理组检测到明显的破坏性凋亡和坏死癌细胞,而其他组未检测到明显的癌细胞损伤。此外,未观察到明显的细胞异常或主要器官的炎症病变。DPITQ NPs治疗组与激光治疗组相比,肝功能指标丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶、白蛋白、总蛋白、球蛋白、白蛋白/球蛋白比以及肾功能指标肌酐和尿素氮的变化可忽略不计。光敏DPITQ NPs具有有效的抗肿瘤效力和最小的不良反应,这表明光敏DPITQ NPs可以提供一种精确而有效的破坏肿瘤组织的策略。

 

总结

   综上所述,通过高效的分子工程技术,设计并合成了具有NIR-II AIE特征的质膜和线粒体双靶向PS (DPITQ)。由于D -π-A效应增强,DPITQ的发射进入NIR-II窗口(1048 nm)。扭曲的分子构象使DPITQ能够通过辐射和非辐射衰变微妙地平衡激发态能量耗散,从而在635 nm激光照射下表现出协同的I型和II型ROS生成能力和高光热转换效率。DPITQ的亲脂性和阳离子性与癌细胞表面乳酸阴离子的高水平表达和超极化MMP的生理特性相匹配,在质膜和线粒体中都有选择性积累。DPITQ介导的时空光敏引起的细胞内ROS的爆发和热的产生破坏了完整的质膜和线粒体功能,引发了焦亡和凋亡的二元PCD。此外,生物相容性DPITQ NPs在体内提供清晰的NIR-II荧光成像和有效的NIR-II FLI/PTI成像引导光治疗实体肿瘤。这一贡献阐明了质膜和线粒体双靶向PS可以作为一种有效的诱导剂来激活热亡和细胞凋亡,以对抗癌细胞的增殖。良好的肿瘤靶向性NIR-II显像、良好的生物安全性和强效的多模态抗癌能力显示了DPITQ作为一种高性能光治疗药物的巨大临床应用潜力。值得注意的是,调节阳离子PS的亲脂性的设计理念有望为AIE PS的开发提供新的见解,通过激活协同PCD来促进精确的细胞器靶向抗肿瘤。

参考文献

Molecular Engineering of Plasma Membrane and Mitochondria Dual-Targeted NIR-II AIE Photosensitizer Evoking Synergetic Pyroptosis and Apoptosis ,Jiabao Zhuang, Zhedong Ma, Nan Li, Huan Chen, Lijin Yang, Ying Lu, Keyi Guo, Na Zhao,* and Ben Zhong Tang,Adv. Mater. 2024, 36, 2309488,https://doi.org/10.1002/adma.202309488

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