头衔:J. Am 化学 Soc.在光动力疗法治疗缺氧肿瘤的研究方面取得了重要进展

光动力疗法(PDT)是近年来出现的一种新的恶性肿瘤治疗模式。光敏剂被选择性地摄入局部病变中，并被给予适当波长的光。光敏剂产生自由基，导致靶细胞氧化损伤和凋亡坏死。因其独特的临床优势，几乎没有损伤正常组织和细胞的副作用，已被广泛应用于食管癌、非黑色素瘤皮肤癌、宫颈癌等肿瘤的治疗。光敏剂是光动力疗法的核心，但在临床应用中仍存在许多不足，如类型单一、缺乏肿瘤靶向性、稳定性差、缺乏良好的水溶性、单光子激发、分子氧依赖等。因此，开发具有组织深层渗透和近红外双光子激发的光敏剂或光活化前药，使其在缺氧甚至无氧条件下产生自由基，具有重要意义。

大部分有机分子在光诱导激发后处于激发的单重态(S1)，其S1-T1系统交叉或T1 S0辐射跃迁是自旋禁阻的，导致极低的三重态激发效率、较差的光敏性和较低的单重态氧产率。过渡金属配合物，特别是钌(II)、铱(III)等金属，具有重原子效应引起的自旋轨道耦合，可以打破S1 T1体系间的禁阻，因此具有很大的光敏剂潜力。中山大学朝晖教授研究组围绕金属光敏剂的开发开展了一系列研究工作。利用金属配合物的长激发态寿命，构建了一系列用于细胞器靶向抗肿瘤治疗的单/双光子光敏剂。社会主义者修订版，2021，50，4185；坐标。化学。rev . 2021，432，213714；纳特。化学。 2019, 11, 1041;纳特。Commun。 2020, 11, 3262;安吉。化学。里面的由…编辑， 2015, 54, 14049;2017, 56, 14898;2019, 58, 14334;2020, 59, 3315;2020, 59, 20697;2021, 60, 4657;PNAS，2018，115，5664；2019, 116, 20296)。

近日，中山大学化学学院超辉教授研究组与法国巴黎文理大学Gilles Gasser教授研究组合作，研究了一种基于铱(III)过氧化物配合物的新型光活化前药2-O-IrAn，有效结合了低氧双光子光敏剂和光活化化疗前药的特点。2-O-伊朗是由具有高细胞毒性的2-伊朗前体通过自发光催化内过氧化反应生成的，降低了2-伊朗的暗毒性，显著提高了其缺氧光动力疗法和光活化化疗的治疗效果。在缺氧条件下，线粒体靶向的2-O-伊朗可被双光子激光激活，通过光铸反应释放出具有高细胞毒性的单线态氧，并在原位转化回具有高细胞毒性的2-伊朗。或者通过内部过氧化物中过氧化物键的光解反应，在线粒体中原位生成具有高氧化能力的烷氧基自由基。这种光活化反应可以在正常和缺氧条件下有效地杀死肿瘤细胞(缺氧PI=690.3；大气氧PI=959.1)。此外，DSPE-PEG-生物素包覆的DSPE-PEG-生物素@ 2-O-Iran纳米粒具有良好的肿瘤靶向性和血液半衰期，有助于进一步的体内应用。这种近红外双光子光活化化疗和双光子光动力治疗的协同策略，充分展示了DSPE-PEG-生物素@2-O-IrAn作为抗肿瘤光活化剂的巨大潜力，为缺氧肿瘤的治疗开辟了新的途径。

图一。(A)报道的内过氧化物光敏剂；(b)报道的铱(III)络合物的碳自由基光敏剂；(C/D)铱(III)过氧化物配合物在光动力疗法和光活化化疗中的抗肿瘤机制。

这一成果最近发表在综合化学杂志J.AM. Chem.SOC上，标题是缺氧条件下双光子光活化治疗的线粒体定位铱(iii)内过氧化物复合物的光去极化。论文的第一作者是中山大学化学学院的师旷博士和博士生魏方勉。论文通讯作者为中山大学化学学院的潮辉教授和PSL文理学院的PSL吉勒加塞教授。

本研究得到了国家(22120102002，21778079)、湖南省科技创新计划(2021RC5028)、欧洲研究理事会(GA 681679)和法国Avenir研究计划(ANR-10-IDEX-0001-02)的支持。