羟基可调控的I型光敏剂CNOH：基于姜黄素结构设计用于缺氧肿瘤光动力治疗

为解决缺氧肿瘤微环境中II型光敏剂(PS)因氧依赖性导致的疗效受限问题，研究人员通过羟基修饰策略将II型PS(CN)转化为I型PS(CNOH)。该研究证实CNOH具有更小的ΔES1-T1 和显著还原电位，能通过电子转移产生超氧阴离子(O2 -• )，并在缺氧条件下展现更强的内质网靶向光毒性，为缺氧肿瘤PDT提供了新型I型PS设计思路。

　　

在肿瘤治疗领域，光动力治疗(PDT)因其高选择性和低侵袭性备受关注，但其疗效高度依赖氧浓度。传统II型光敏剂通过能量转移产生单线态氧(¹
O₂
)，在缺氧的实体瘤微环境中效果显著受限。相比之下，I型光敏剂通过电子转移生成超氧阴离子(O₂
^-•
)和羟基自由基(OH•)，对氧浓度要求较低，但高效I型PS的设计仍面临挑战。

针对这一难题，中国科学院的研究团队基于天然光敏剂姜黄素(CUR)进行结构改造，通过在II型PS(CN)中引入两个羟基，成功开发出新型I型光敏剂CNOH。相关成果发表在《Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology》。

研究采用核磁共振(¹
H/¹³
C NMR)和质谱(MS)表征化合物结构，通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱分析光物理性质。采用DCFH-DA和DHR123探针检测活性氧(ROS)生成，MTT法评估细胞毒性，并利用ER-Tracker等细胞器特异性染料观察亚细胞定位。实验使用HeLa和HepG-2细胞系，在常氧和缺氧条件下比较CN与CNOH的光动力效应。

Preparation and photophysical properties of CNOH
CNOH的合成通过羟基化修饰CN实现，光谱分析显示其吸收和发射波长较CN略有红移。溶剂极性实验表明，羟基引入增强了分子内电荷转移(ICT)效应，但不改变ICT特性。

Materials and methods
研究采用标准有机合成方法制备CNOH，细胞实验选用常规PDT检测体系，包括ROS探针、细胞活力检测和细胞器追踪技术。

Conclusion
羟基的引入使CNOH从II型PS转变为I型PS，其较小的ΔE_S1-T1
和较强还原电位促进电子转移生成O₂
^-•
。相较于CN的双重细胞器靶向，CNOH特异性靶向内质网(ER)，通过破坏ER稳态诱导细胞凋亡。缺氧条件下，CNOH的光毒性显著优于CN，证实其作为缺氧肿瘤PDT候选药物的潜力。

该研究创新性地通过羟基调控策略实现了PS类型的转换，不仅解决了II型PDT的氧依赖瓶颈，还通过ER靶向增强了治疗效果。这种"结构微调-性能转变"的设计思路，为开发适应肿瘤微环境的智能型PS提供了新范式。研究首次揭示羟基在调控PS反应类型中的双重作用：既作为电子供体影响能级结构，又通过氢键改变分子极性。这些发现对肿瘤精准治疗和新型PS分子设计具有重要指导意义。