J Nanobiotechnology : 基于纳米颗粒负载小分子光敏剂的nir可活化一氧化氮发生器，用于光动力/气体协同治疗

近年来，光动力疗法（PDT）作为一种抗菌和抗肿瘤治疗方式受到了研究者的广泛关注，它通过光敏剂照射正常组织，将氧气（O₂）转化为细胞毒性活性氧（ROS），从而杀死肿瘤细胞和细菌。尽管PDT有许多优点和最近的进展，但由于肿瘤组织内预先存在的缺氧，其临床转化受到限制。

基于一氧化氮（NO）的气体疗法（GT）被认为是一种新的“绿色”疗法，可以有效克服缺氧梯度，其释放不依赖于氧气的可用性。高浓度NO（> 1µM）不仅能显著抑制肿瘤发生，还能协同提高化疗、光动力治疗、光热治疗或放射治疗的疗效。此外，NO可与ROS反应产生毒性更强的活性氮（RNS），这些分子加剧DNA断裂并引发细胞凋亡，最终增强ROS对癌细胞和细菌的治疗作用。因此，NO联合PDT治疗可能是一种很有前途的低氧肿瘤治疗和抗菌策略。

基于这一策略，研究人员设计并报道了一些能够同时产生ROS和NO的复合物，显示出显著的肿瘤治疗效果。值得注意的是，配合物的性能受两个因素的影响。首先，NO在光照下与复合物的解离能力会影响NO的含量，进而影响GT的性能。其次，NO释放后基质分子生成ROS的能力会进一步影响PDT的性能。因此，综合体的结构设计应充分考虑上述因素，而目前的研究大多缺乏这方面的理论支持。

随着生物纳米技术的快速发展，纳米材料也因其特殊的性能在给药系统（dds）中显示出良好的应用前景。在作为dds的众多纳米材料中，介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs）作为一种纳米材料，因其独特的介孔结构、大孔体积、高比表面积、良好的生物相容性、易修饰等优点成为dds研究的热点。目前的研究表明，MSN的毒性低于其他纳米载体，增强的渗透性和滞留性（EPR）效应表明，MSN可能是癌症治疗的优秀候选者。

图片来源：https://doi.org/10.1186/s12951-024-02878-7

近日，来自滨州医学院的研究者们在J Nanobiotechnology杂志上发表了题为“NIR-activatable nitric oxide generator based on nanoparticles loaded small-molecule photosensitizers for synergetic photodynamic/gas therapy”的文章，该研究揭示了基于纳米颗粒负载小分子光敏剂的nir可活化一氧化氮发生器，用于光动力/气体协同治疗，为增效PDT- gt提供一条有前景的途径。

将传统光动力疗法（PDT）与气体疗法（GT）相结合以使PDT增敏是一种有吸引力的治疗方法，但复合物的分子结构设计缺乏有效的指导策略。在此，研究者开发了一个基于介孔二氧化硅材料负载nir活化小分子荧光探针Cy-NMNO的纳米平台Cy-NMNO@SiO₂，用于光动力疗法/气体疗法（PDT/GT）在抗菌和皮肤癌中的协同治疗。

Cy-NMNO@SiO₂的合成路线示意图

图片来源：https://doi.org/10.1186/s12951-024-02878-7

结果表明，Cy- nmno中N-NO的低解离使其在近红外光照射下能有效解离，有利于生成Cy和NO。Cy比Cy- nmno表现出更好的O₂生成性能。通过GT和PDT的协同作用获得Cy-NMNO的细胞毒性，协同增强光动力治疗的效果，从而实现比常规PDT更有效的肿瘤治疗和灭菌。此外，纳米平台Cy-NMNO@SiO₂实现了高效的药物装载和药物递送。本研究不仅为PDT-GT协同给药系统提供了一条有前景的途径，也为其药物分子的设计提供了有价值的参考。

Cy-NMNO@SiO₂对PDT/GT的作用机理

图片来源：https://doi.org/10.1186/s12951-024-02878-7

综上所述，本研究设计并合成了一种多功能纳米平台Cy-NMNO@SiO₂，它是一种探针Cy-NMNO装载到介孔二氧化硅中以实现药物递送。CyNMNO@SiO₂具有良好的抗菌和抗肿瘤治疗作用，所产生的NO可以缓解PDT引起的缺氧，提高PDT的治疗效果，本工作可能为增效PDT- gt提供一条有前景的途径。(生物谷 Bioon.com）

参考文献

Lili Fu et al. NIR-activatable nitric oxide generator based on nanoparticles loaded small-molecule photosensitizers for synergetic photodynamic/gas therapy. J Nanobiotechnology. 2024 Oct 1;22(1):595. doi: 10.1186/s12951-024-02878-7.