近期，黃維院士和趙強教授構建了一種光熱響應型共軛聚合物單線態氧載體，實現了螢光成像引導下乏氧腫瘤持續光療。文章以「Photothermally Responsive Conjugated Polymeric Singlet Oxygen Carrier for Phase Change-Controlled and Sustainable Phototherapy for Hypoxic Tumor」為題發表在Research（Volume 2020 |Article ID 5351848）上。
01 研究背景
光動力治療（Photodynamic therapy，PDT）因具有較小的侵入性和較高的空間與時間精確度等特點，已經成為了一種新興的癌症治療手段。光動力治療通過光敏劑被特定波長的光敏化後在病灶組織內產生具有細胞毒性的活性氧物種，從而達到治療目的。光動力治療已被應用於年齡相關性黃斑變性、病毒感染、動脈粥樣硬化和皮膚癌等疾病，並在深層實體腫瘤的治療中展現出巨大潛力。然而，實體腫瘤具有異常的血管分布和代謝，使其內部處於乏氧環境，限制了單線態氧的產生。實體瘤內乏氧微環境成為制約PDT治療效果的核心難題。2019年5月，黃維院士、趙強教授課題組提出一種全新的單線態氧釋放策略，可實現乏氧腫瘤的光動力治療（Research，Volume 2019 |Article ID 9269081）。在此基礎上，近期，黃維院士、趙強教授團隊又構建了一種光熱響應型共軛聚合物單線態氧載體，實現了螢光成像引導下乏氧腫瘤持續光療。
02 研究現狀與展望
研究人員設計了一種光熱響應型單線態氧載體（CP1-NCs），該載體主要通過兩親性聚合物和卵磷脂包覆疏水性鉑炔共軛聚合物（CP1）及相變材料獲得。CP1含有強近紅外吸收的氟硼吡咯染料（BODIPY）且兼具光動力治療和光熱治療特性，可作為光療平臺。另外，1,4-二甲基萘作為高效的單線態氧載體被引入到共軛聚合物中，能夠實現可逆捕獲和光熱釋放單線態氧（圖1）。
圖1 共軛聚合物單線態氧載體的製備及其捕獲和釋放單線態氧的機理
CP1-NCs作為近紅外螢光成像造影劑，不僅能用於實時監控材料富集，還能與單線態氧反應生成內過氧化物。在近紅外光誘導的CP1-NCs光熱作用和相變材料可控的相變條件下，內過氧化物發生開環反應，實現持續、可控的釋放單線態氧，用於不需要氧氣參與的乏氧腫瘤持續光療（圖2）。
圖2 小鼠腫瘤治療探究及不同組實驗小鼠的H&E染色
綜上所述，這種新型的共軛聚合物單線態氧載體可以實現乏氧腫瘤的高效光療，在未來的腫瘤治療中展現出巨大應用潛力。
03 作者簡介
黃維，中國科學院院士、俄羅斯科學院外籍院士、亞太工程組織聯合會主席。有機電子、塑料電子、印刷電子、生物電子及柔性電子學家。他是國際上最早從事高分子發光二極體顯示研究並長期活躍在有機電子學、柔性電子學領域的國際一流學者，是中國有機電子和柔性電子學科的奠基人與開拓者。以通訊或第一作者身份在國際頂尖期刊Nature、Nature Materials、Research等發表研究論文800餘篇，國際同行引用逾90000次，是材料科學與化學領域全球高被引學者。
趙強，南京郵電大學電子與光學工程學院、微電子學院院長，有機電子與信息顯示國家重點實驗室培育基地教授、博士生導師，國家傑出青年科學基金獲得者，長期致力於有機與生物光電子領域的研究。近年來，作為通訊作者在Science Advances、Nature Communications、Chemical Reviews、Journal of the American Chemical Society、Angewandte Chemie International Edition、Advanced Materials、Research等期刊發表高質量論文100餘篇。研究成果多次被Nature、Nature Asia、Chemical & Engineering News、Phys.org、Science Daily、英國衛報等作為研究亮點進行專題報導，獲國家自然科學獎二等獎、教育部自然科學獎一等獎、江蘇省科學技術獎一等獎、江蘇省青年科技傑出貢獻獎等多項科技獎勵。
本文轉載自公眾號Research科學研究