Sci Adv：非氧气依赖近红外光催化细胞死亡及肿瘤治疗

光疗技术主要包括光动力治疗（PDT）和光热治疗（PTT）等，因其高选择性、非侵入性及低副作用等优势而备受关注，尤其是与免疫治疗结合形成的光免疫疗法，已成为当前研究热点。

然而，传统PDT因其依赖Ⅱ型光敏剂的氧参与过程，面临肿瘤细胞在缺氧条件下的凋亡抵抗及乏氧微环境诱导的免疫抑制等问题，导致对缺氧实体瘤的治疗效果显著受限。

近年来兴起的光催化疗法，作为一种新型非氧依赖的光疗策略，通过光催化反应破坏肿瘤细胞内氧化还原稳态，进而诱导细胞凋亡等生物学效应。该疗法兼具无创性与无需氧气的特点，在高效肿瘤治疗方面展现出重要潜力。尽管研究人员已设计开发出一系列光催化剂，如金属有机配合物与有机小分子，并取得了显著的光催化疗效，但仍存在潜在的细胞毒性、组织穿透能力有限等问题亟待解决。

针对上述挑战，苏州大学李盛亮教授团队与广东省人民医院骨科陈元峰研究员团队合作，在Science Advances上发表了题为Biomimetic mitochondrial-targeting photosensitizer with NIR-activated photocatalytic function for enhanced anti-tumor activity的研究论文。

该工作设计了一种长波长近红外光响应、兼具高效光催化性能与高亮度荧光发射的多功能共轭聚合物材料。基于细胞器仿生工程策略，研究团队进一步构建了可特异性靶向肿瘤细胞线粒体的仿生纳米药物，通过近红外光催化作用直接破坏线粒体功能，进而诱导肿瘤细胞死亡。

该研究为近红外驱动的非氧依赖型有机光催化剂在高效肿瘤诊疗中的应用提供了新思路。

研究团队采用分子工程策略，通过调控电子给体（D）与受体（A）的强度及分子空间构型，设计合成了具有D-A共轭结构的近红外响应型共轭聚合物材料YBSe-SS。利用线粒体仿生技术，将其进一步制备为仿生纳米光催化剂Mito-NPs，从而获得具备肿瘤细胞线粒体同源靶向功能的仿生有机半导体光催化剂。

在808 nm近红外光照射下，Mito-NPs展现出80.3%的高光热转换效率与2.7%的NIR-II区荧光量子产率，并可同时产生I型和II型活性氧。值得注意的是，其线粒体靶向特性实现了对还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）的高效光催化氧化，进而诱导线粒体功能障碍。转录组测序分析进一步证实，Mito-NPs在808 nm光激发下能够显著调控线粒体功能及相关免疫应答。

在小鼠骨肉瘤的原发与肺转移模型中，该体系实现了NIR-II荧光成像引导下的肿瘤消融与免疫激活。

本研究为近红外激活的有机光催化材料在高效肿瘤治疗领域的应用提供了重要参考。

图1 仿生有机半导体Mito-NPs抗肿瘤治疗机制示意图

苏州大学药学院博士后王玉博士、高一剑博士和博士研究生杨宇亮为该研究的共同第一作者，李盛亮教授和陈元峰研究员为该研究的共同通讯作者。

原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx4850