近日，南开大学药学院郗日沫教授，孟萌副教授课题组在国际著名学术期刊《J.Am.Chem.Soc.》发表题为“ATumor-TargetingNear-InfraredHeptamethineCyaninePhotosensitizerwithTwistedMolecularStructureforEnhancedImaging-GuidedCancerPhototherapy”的研究论文。研究团队设计合成了一种肿瘤靶向型近红外光敏剂TT：在两分子花菁光敏剂IR之间引入四苯基乙烯（TPE）的扭曲结构，以提高其光热转换效率和光热稳定性。所构建分子TT在水相中可自组装成均匀的纳米聚集体，荷瘤小鼠尾静脉注射给药后，TT聚集体展现出明显的肿瘤蓄积效果，经一次给药两次激光照射的治疗方式，实现了更显著的肿瘤抑制效果。
TT的结构及肿瘤靶向光疗示意图
近年来，肿瘤光疗技术因其具有光控、无创等优势受到广泛
七甲川花菁染料IR在近红外光（nm）激发下可同时产生PTT和PDT效应，且经癌细胞中高表达的有机阴离子转运多肽（OATPs）介导可靶向肿瘤细胞。鉴于IR光与热稳定性较差，光热转换效率较低，该研究以四苯基乙烯取代IR结构中的氯原子，将两分子IR偶联得到TT分子。四苯基乙烯扭曲结构不仅可以促进激发态分子内运动增强光热效应，而且有利于TT松散堆积。该分子在分散状态下表现出较强的近红外荧光和光热转换效率（PCE=38.5%）。在水相中TT可自组装成均匀的纳米聚集体（尺寸约nm），此时荧光和PTT响应极低，可有效降低正常组织中的活体成像荧光干扰和PTT副作用。将其经静脉注射到荷瘤小鼠后发现，TT纳米聚集体光稳定性较好，具有明显的肿瘤长程（96h）示踪效果。TT优良的光热稳定性使其在一次给药后可进行两次激光照射，从而展现更显著的光热和肿瘤抑制效果。
荷瘤小鼠静脉注射TT纳米聚集体(μM,μL)后的实时荧光成像（a,b）及给药24h的组织分布结果（c）(Ex=nm;Em=nm)
荷瘤小鼠静脉注射TT纳米聚集体的PTT–PDT协同治疗及其肿瘤温度变化趋势（nm,0.8Wcm2）
综上，本研究所构建的TT分子设计方法简单，引入四苯基乙烯显著提高了分子的光热稳定性与光热转化效率，而且保留了IR固有的肿瘤靶向性，有助于实现高效的癌症光学治疗，为具有临床应用潜力的花菁染料光敏剂提供了新的设计策略。
本文第一作者为南开大学药学院博士后赵秀杰，南开大学药学院郗日沫教授、孟萌副教授为共同通讯作者，南开大学为第一完成单位。
该研究得到了国家自然科学基金委，科学技术部国际合作司和天津市科技计划项目的资助。（孟萌）
