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光動力療法（PDT）是一種無創和局部的癌癥治療手段。經光激發的光敏劑可產生活性氧（ROS）并發揮細胞毒性。PDT的療效取決于光敏劑的藥代和ROS產率，但許多具有高度共軛結構的光敏劑（如卟啉和酞菁）在生理條件下的溶解度較差，進而導致光敏劑的聚集誘導猝滅和PDT性能不佳。納米技術為改善這些藥物在腫瘤中的積累和空間分離提供了一種有效的策略。尤其是納米級二維金屬-有機片層（2D MOL）作為一種新型高效的納米光敏劑已經得到文獻證明。MOL通過金屬-氧二級構建單元（SBU）將光敏劑配體在空間上分離，以防止自猝滅同時最大限度地使光敏劑接近基態氧（³O₂）以實現高效能量轉移和單線態氧（¹O₂）的產生。由于在生物系統中生成的ROS只能在亞微米范圍內擴散，因此PDT療效很大程度上取決于光敏劑的亞細胞定位。

近日，美國芝加哥大學林文斌教授實驗室開發了一種可同時靶向線粒體與溶酶體的新型納米平臺，以提高PDT治療癌癥的效果。在這項研究中，5-氨基乙酰丙酸（ALA），一種血紅素合成途徑中的內源性代謝物，通過Hf₁₂?SBU-羧酸鹽配位嫁接到基于卟啉配體的二維納米光敏劑（Hf-MOL）上以得到ALA/MOL。內吞后，ALA通過磷酸鹽濃度梯度從Hf-MOL中釋放出來，并進入線粒體中促進原卟啉IX（PpIX）的合成，而Hf-MOL則滯留于溶酶體中。630納米的光照同時激發了Hf-MOL中的卟啉與ALA原位合成的PpIX，產生¹O₂并迅速損傷線粒體和溶酶體，進而協同性地增強了PDT的療效。

雙細胞器靶向的ALA/Hf-MOL表現出比Hf-MOL更好的性能，細胞毒性實驗中的半數抑制濃度（IC₅₀）降低了2.7倍，體內結腸癌模型的治愈率提高了3倍。這項研究為設計新的基于納米光敏劑以提高PDT療效提供了一個很好的策略。

論文信息

Metal-Organic Layer Delivers 5-Aminolevulinic Acid and Porphyrin for Dual-Organelle-Targeted Photodynamic Therapy

Taokun Luo,?Yingjie Fan,?Jianming Mao,?Xiaomin Jiang,?Luciana Albano,?Eric Yuan,?Tomas Germanas,?Prof.?Dr. Wenbin Lin

Angewandte Chemie International Edition

DOI:?10.1002/anie.202301910

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