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福州大学李兴淑&韩国梨花女子大学Juyoung Yoon:高水溶性超分子酞菁共组装用于增强光声成像引导下的光动力-光热协同疗法2025-11-12
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通讯作者:李兴淑 (福州大学),Juyoung Yoon(韩国梨花女子大学)

作者:赵园园,张晓君,陈耔萱,许毅辉,Heejeong Kim,Hyunsun Jeong,You Rim Lee,Jiah Lee,李兴淑*,Juyoung Yoon*

Keywords:

Förster resonance energy transfer

photoacoustic imaging

photodynamic therapy

photothermal therapy

supramolecular assembly

原文链接:

https://doi.org/10.1002/agt2.514

文章简介

光动力疗法(PDT)或光热疗法(PTT)目前常被用于癌症的精确治疗。然而,大多数光疗剂仅具有PDT或PTT,并且大多数的光疗剂水溶性较差,不利于其进一步的生物应用。

由于PDT高度依赖于氧气水平来产生细胞毒性活性氧物种(ROS),低氧的肿瘤微环境降低了PDT的有效性。类似地,癌细胞的热休克反应降低了PTT的治疗效果。由于PDT产生的ROS可以破坏细胞蛋白质,而PTT产生的热可以在不考虑氧气水平的情况下消除肿瘤,因此PDT和PTT的组合可能提供一种有希望的策略来抵消个别缺点,并实现相加和协同治疗效果。重要的是,除了杀死癌细胞外,光热效应还能产生声波,可以被探测并转化为成像信号,这被称为光声成像(PAI),其具有成像深度深、分辨率和灵敏度高等特点。然而,开发更有效的方法合成高水溶性的光疗剂用于PAI引导下的PDT-PTT联合抗肿瘤一直是巨大挑战。

本工作中作者合成了两种高水溶性的锌酞菁,一种为四取代阳离子季铵基“氧”桥锌酞菁(PcD),另一种为四取代阴离子磺酸基“硫”桥锌酞菁(PcA)。基于阴阳离子的吸附作用,PcD和PcA可以分别作为主体和客体进行结合(结合比为1:1)并在水溶液中自组装形成均匀稳定的纳米球(PcDA)(图1)。此外,PcD和PcA还可以分别作为电子的给体和受体而产生荧光能量共振转移(FRET)效应,使得PcDA在水溶液中的近红外光的吸光能力相对于PcD和PcA得到显著提升。光照下,PcDA表现出高效地光敏反应以生成大量的ROS和显著的振动弛豫诱导的相对较高的光热转化效率。这些特性使得PcDA显示出极为出色的PDT-PTT联合治疗效果。更重要的是,相对于PcD和PcA,PcDA还表现出显著增强的光声信号。体内PAI表明PcDA具有突出的肿瘤富集能力,经尾静脉注射后,其肿瘤/肝脏的富集量比高达11.9。基于这些特点,PcDA显示出优异的PDT-PTT联合抗肿瘤作用。当PcDA剂量为0.8 nmol g-1光剂量为300 J cm-2时,其对小鼠肿瘤模型的抑瘤率达到95%。该研究为肿瘤成像以及PDT-PTT联合治疗提供一种有前途的策略和新思路。

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图1. 高水溶性超分子酞菁共组装增强诊疗示意图

以上研究论文以“Supramolecular phthalocyanine assemblies-enhanced synergistic photodynamic and photothermal therapy guided by photoacoustic imaging”为题发表于 Aggregate 期刊,论文第一作者为福州大学的赵园园博士,通讯作者为福州大学李兴淑教授和韩国梨花女子大学的Juyoung Yoon教授。

(Aggregate 2024, 5, e514.)