基于氧化还原活性二茂铁淬灭剂的超分子纳米药物用于NIR-II荧光监测化学动力学治疗

化学动力学疗法(CDT)是一种利用Fenton化学将细胞内的过氧化氢(H2O2)转化为高度细胞毒性的羟基自由基(·OH)来抑制肿瘤生长的强大癌症治疗策略。目前的CDT监测方法主要集中在将反应性氧化物探针纳入化学动力学剂中，但由于·OH的固有短寿命和高反应性，这些方法往往需要复杂的设计和合成，以准确追踪肿瘤治疗。

基于以上问题，福州大学化学学院林立森教授、新加坡国立大学医学院和工程学院陈小元教授团队构建了一种基于氧化还原活性二茂铁淬灭剂的超分子纳米药物用于NIR-II荧光监测化学动力学治疗。该研究以“Redox-Active Ferrocene Quencher-Based Supramolecular Nanomedicine for NIR-II Fluorescence-Monitored Chemodynamic Therapy”为题，在线发表在《Angewandte Chemie International Edition》上。

本研究中，通过CD-Fc主客相互作用，将NIR-II荧光CD功能化金纳米团簇(CD-AuNC)与Fc整合，制备出自监测的超分子化学动力学剂(Fc-CD-AuNC)。除了作为一种封盖剂来保护金纳米簇(AuNC)外，水溶性大环CD还可以容纳具有高芬顿反应活性的疏水Fc，用于体内肿瘤CDT。更有趣的是，在进入CD空腔并靠近AuNC后，由于其给电子性质，Fc通过光诱导电子转移(PET)有效地猝灭了CD-AuNC的NIR-II荧光。癌细胞内化Fc-CD-AuNC后，氧化还原活性Fc淬灭剂在微酸性条件下内源性H2O2氧化生成Fc+，使其从CD腔中排出，CD-AuNC的NIR-II荧光恢复。同时，在H2O2触发Fc转化为Fc+的过程中产生了高细胞毒性的·OH，通过检测NIR-II荧光恢复，Fc-CD-AuNC可以在不消耗·OH的情况下自发地原位形成痕量·OH。这一点，再加上Fc-CD-AuNCs源自其小粒径的肾脏清除特性，使其能够有效抑制肿瘤生长，而体内副作用可以忽略不计。

图1. 简单合成肾清除Fc-CD-AuNCs作为NIR-II荧光监测的超分子CDT纳米药物的示意图

图2. 基于主客体分子识别的Fc-CD-AuNCs简易制备示意图和CD-AuNCs和Fc-CD-AuNCs的透射电镜图像等

图3. Fc对CD-AuNCs的NIR-II荧光的猝灭性能和机理示意图

图4. Fc-CD-AuNCs与H2O2的Fenton反应生成·OH示意图

图5. MCF-7细胞暴露于CD-AuNCs、Fc或Fc-CD-AuNCs 6小时后，用C11-BODIPY581/591染色的荧光图像；CD-AuNCs、Fc或Fc-CD-AuNCs处理MCF-7细胞12小时的AO染色

图6. Fc-CDAuNCs在肿瘤组织中可激活的NIR-II荧光成像性能示意图

总之，这项工作不仅展示了通过整合Fc的Fenton、氧化还原和PET活性，为NIR-II荧光引导的癌症CDT构建宿主-客体超分子Fc-CD-AuNC，而且还强调了在化学动力学过程中原位自我监测ROS生成而不消耗不必要ROS的新策略。

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202318155

来源：材料宝盒

声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！