近日，有机电子与信息显示国家重点实验室范曲立教授、尹超教授团队在近红外二区小分子探针设计及生物应用领域取得重要研究进展。相关成果以“A Mitochondria-Targeted Photosensitizer for Combined Pyroptosis and Apoptosis with NIR-II Fluorescence/Photoacoustic Imaging-Guided Phototherapy”为题发表在国际学术期刊Angewandte Chemie International Edition（《德国应用化学》）上。重点实验室范曲立教授、尹超教授和青年教师周晖为共同通讯作者，本科生王犇为论文第一作者。
细胞焦亡又称细胞炎性坏死，是一种程序性细胞死亡，表现为细胞不断胀大直至细胞膜破裂，导致细胞内容物的释放进而激活强烈的炎症反应。细胞焦亡是由gasdermin介导的细胞程序性坏死，在癌症治疗中潜力巨大。光动力治疗（PDT）可以通过光敏剂（PS）产生活性氧（ROS）进而诱导细胞焦亡。然而，许多PS缺乏对特定亚细胞的靶向性，且局限于NIR-I荧光成像，在一定程度上降低了治疗效果。因此，开发具有细胞器靶向功能、高穿透深度的细胞焦亡介导的光疗对于癌症治疗至关重要。
针对上述问题，该团队开发了四种具有不同苯环数的硫吡啶结构分子Z1-Z4，初步探索它们的光动力性能。其中，Z1具有更高的苯环占比，表现出优异的ROS生成和线粒体靶向能力以及大的斯托克斯位移。通过两亲性聚合物F127将Z1包覆，制备了Z1 NPs。Z1 NPs在808 nm激光照射下表现出高ROS生成（尤其是I型ROS），可引起线粒体功能障碍，并通过细胞焦亡和细胞凋亡有效抑制肿瘤生长，且副作用最小。此外，该Z1 NPs还能实现活体NIR-II荧光成像和光声成像。
该研究得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏特聘教授计划、江苏省高校面上计划、有机电子与信息显示国家重点实验室主任基金等项目的支持。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202408874
图：NIR-II光敏剂Z1/Z1 NPs的合成及其生物应用示意图
撰稿：周晖 编辑：陈宁娜 审核:凌海峰