基于氟化BODIPY的金属锆有机框架用于体内增强光动力治疗

光动力疗法(PDT)是一种新兴的非侵入性癌症治疗方法，很大程度上取决于高效光敏剂(PS)的存在和充足的氧气供应。然而，在缺氧微环境中，光动力治疗期间实体瘤的溶解度差、聚集倾向和缺氧严重影响了PS的治疗效果。

近期，剑桥大学化学工程与生物技术系David Fairen-Jimenez教授团队构建了一种基于氟化BODIPY的金属锆有机框架用于体内增强光动力治疗。该研究以“A Fluorinated BODIPY-Based Zirconium Metal-Organic Framework for In Vivo Enhanced Photodynamic Therapy”为题，在线发表在《Journal of the American Chemical Society》上。

在本研究中，作者首先通过合成后配体交换(PSE)合成了基于BODIPY的Zr-MOF，即69-L2。由于配体长度合适，作者选择了2倍互穿的69-Me2作为PSE的母体MOF。PSE过程以单晶到单晶(SC-SC)的方式发生，重要的是，单晶x射线衍射(SCXRD)证实了双位BODIPY衍生配体的成功结合。为了在未来的PDT体内实验中缓解缺氧，作者在亲水性磷酸盐功能化的甲氧基聚乙二醇中引入了全氟辛基基团，将其接到69-L2的外表面，从而形成69-L2@F。在LED光照射下，该新体系不仅表现出出色的载氧能力，而且与缺乏氟功能化的对照69-L2@P相比，ROS生成能力也有所提高。然后，作者结合共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)成像和透射电子显微镜(TEM)检查69-L2,69L2@P和69-L2@F在三阴性乳腺癌MDAMB-231细胞中的内化。在常氧和缺氧条件下的体外研究中，作者证明了69-L2@F vs 69-L2@P的PDT效果增强。最后，对三阴性、表达荧光素酶的MDA-MB-231乳腺癌小鼠模型的体内研究表明，在LED照明下，69-L2@F系统结合水凝胶对局部活性的肿瘤生长抑制具有显著的光动力学作用。

图1. 69-L2的合成与结构图

图2. 表征69-L2, 69-L2@P和69-L2@F

图3.69-L2、69-L2@P和69-L2@F的生物相容性和细胞内摄取

图4. 69-L2@P和69-L2@F的ROS生成

图5. 体内研究示意图

图6. 水凝胶或69-L2@FGel对三阴性乳腺肿瘤异种移植的Balb/C雌性裸鼠在绿色LED照射下的实时成像

综上所述，这项工作不仅构建了一种制备基于BODIPY的Zr-MOF的温和方法，并通过原位氧合进一步缓解肿瘤缺氧，而且还强调了将69-L2@F的光动力作用与水凝胶结合在一起的体内递送策略，导致肿瘤生长大幅减少，从而有可能将这种疗法作为传统癌症治疗的更有效替代品。

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.3c12416

来源：材料宝盒

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