靶向溶酶体的5,15-二芳基四蒽萘卟啉：一种有前景的免疫诱导剂，可用于增强黑色素瘤的光动力疗法效果

《European Journal of Medicinal Chemistry》：Lysosome-targeted 5,15-diaryltetraacenaphthoporphyrin as a promising immunoinducer for enhanced photodynamic therapy in melanoma

本研究合成了一系列5,15-二芳基四苯环卟啉光敏剂（P1-6），发现引入acenaphthene使P4的近红外吸收光谱红移，单线态氧产量显著提升，同时P4能直接杀伤肿瘤细胞并诱导免疫原性细胞死亡，体内实验证实其可有效抑制肿瘤生长，提示P4有望成为新型光敏免疫诱导剂。

　　

Manyi Li|Zongguang Tai|Jun Liu|Ruyi Wang|Han Yan|Quangang Zhu|Zhongjian Chen

上海皮肤病医院，同济大学医学院，上海，200443，中国

摘要

光动力疗法（PDT）已成为一种重要的肿瘤治疗方法。目前，具有卟啉结构的光敏剂（PSs）因其稳定的化学结构和有效的光动力效应而受到广泛关注。然而，大多数这类光敏剂的吸收波长较短，产生的单线态氧（¹O₂）速率较低，这严重影响了光动力疗法的效果。我们合成了一系列新型的5,15-二芳基四萘卟啉光敏剂（DATAP），并评估了它们的光动力活性。由于在卟啉的β位引入了苊，这些光敏剂的吸收波长明显红移，且¹O₂生成速率显著提高。实验结果表明，基于化合物P4的光动力过程不仅能通过产生的活性氧直接杀死肿瘤细胞，还能诱导免疫性细胞死亡，从而产生抗肿瘤免疫效应。此外，体内研究也表明，基于P4的光动力疗法可以有效抑制肿瘤生长。因此，P4具有成为光敏免疫诱导剂的潜力。

引言

黑色素瘤是最具侵袭性和致命性的皮肤癌类型之一，其发病率和死亡率逐年上升[1]、[2]、[3]。早期黑色素瘤可以通过手术切除有效治疗。晚期黑色素瘤患者主要依赖化疗、放疗、靶向治疗、免疫治疗和联合治疗[2]、[4]、[5]。然而，由于黑色素瘤具有高度转移性和强烈的耐药性，患者的预后较差，5年生存率低于30%[4]。光动力疗法（PDT）是一种具有重复性、有效性和高选择性的微创治疗手段[6]、[7]、[8]、[9]。光动力效应取决于光敏剂（PS），因为它能吸收光子能量进入激发态，并将能量传递给周围的氧气，产生单线态氧（¹O₂）或其他活性氧（ROS），从而导致肿瘤细胞死亡[10]、[11]、[12]。此外，PDT还能诱导肿瘤细胞的免疫性细胞死亡（ICD），将“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”，从而增强免疫效应。死亡的肿瘤细胞通过释放损伤相关分子模式（DAMPs）和肿瘤相关抗原（TAAs）来促进树突状细胞（DCs）的成熟，并增强T淋巴细胞的浸润，进一步增强抗肿瘤效果[13]、[14]、[15]、[16]、[17]。

然而，现有的光敏剂难以满足临床需求。2000年在美国获批用于治疗黑色素瘤和其他皮肤恶性肿瘤的光敏剂（NCT00007969）由于其复杂的组成、低合成产率、高价格和较差的水溶性，限制了其临床应用[18]。5-氨基乙酰丙酸（ALA）和Photofrin由于吸收波长较短和选择性较差，尚未用于黑色素瘤的治疗[19]。四萘卟啉衍生物在近红外区域具有强吸收特性，作为有前景的光敏剂受到广泛关注。这是因为在卟啉的β位引入苊后，四萘卟啉的共轭系统增强，系统间跃迁（ISC）过程的能量间隙减小。我们合成了5,10,15,20-四苯基四萘卟啉（TPTAP），它在556 nm处有强烈的Soret峰，在638 nm、705 nm和790 nm处有较弱的Q带峰。与5,10,15,20-四苯基卟啉相比，TPTAP的Soret峰红移了约140 nm[20]、[21]。2011年，Yang等人制备了化合物TATMPyP，发现其在MCF-7细胞中的IC₅₀值（0.2 μM）远低于Photofrin（1.95 μM）和Temoporfrin（1.5 μM）[22]。

根据我们之前的研究结果，我们发现5,15-二芳基卟啉的光动力活性优于5,10,15,20-四芳基卟啉[23]。然而，5,15-二芳基四萘卟啉（DATAP）的合成和光动力活性尚未有报道。因此，探索更高效的光敏剂DATAP以提高PDT抗肿瘤治疗中的¹O₂生成速率和ICD效率至关重要。本文合成了系列新型的5,15-二芳基四萘卟啉（P1-6），对其进行了表征，并研究了它们在体外和体内对黑色素瘤的光动力活性。在DATAP的β位引入苊后，其吸收光谱发生红移，ROS生成能力增强。其中，化合物P4在光动力治疗中表现出优异的¹O₂生成速率、ICD效率和抗肿瘤效果。

章节摘要

化学

作为起始材料的苯甲醛衍生物是根据文献方法制备的，合成路线如图1所示[24]。如图2所示，DATAP衍生物P1-6是通过标准Lindsey协议合成的卟啉7-12的水解获得的[25]。首先，用2,3-二氯-5,6-二氰-1,4-苯醌（DDQ）氧化苊，得到苊2，产率为85%；然后苊2与苯磺酰氯反应，生成化合物3，产率为61%

结论

总之，我们基于卟啉的基本结构开发了一系列新型的DATPA光敏剂。由于在卟啉的β位引入了苊，DATPA的吸收光谱发生红移，单线态氧生成速率显著提高。这项工作为开发具有近红外吸收的新型DATPA光敏剂提供了灵感。此外，P4在体外对B16-F10细胞表现出优异的光动力疗效

材料与仪器

所有溶剂和试剂均从商业供应商处购买，二氯甲烷经过进一步重蒸馏后使用。薄层色谱（TLC）分析在GF254硅胶板上进行，柱色谱在300-400目硅胶上进行。¹H NMR和¹³C NMR谱在Bruker 400 MHz或600 MHz谱仪上记录。MALDI-TOF质谱使用AB SCIEX TOF/TOF? 5800（AB SCIEX，美国）记录。图形使用OriginPro 9.0软件制作

CRediT作者贡献声明

Zongguang Tai：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，方法学，资金获取，概念构思。Manyi Li：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，项目管理，方法学，实验研究，数据管理，概念构思。Ruyi Wang：方法学，数据管理。Jun Liu：撰写 – 原稿，方法学，数据管理。Quangang Zhu：撰写 – 审稿与编辑，监督，资源协调，概念构思。Han Yan：方法学，

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（82172706和82373274）的支持。