基于天然呋喃香豆素与上转换稀土颗粒的光敏剂在Lewis肺癌及B16黑色素瘤小鼠模型中的抗肿瘤效能与药代动力学研究

为解决肿瘤光疗中UV激活型光敏剂穿透力不足的难题，研究人员开发了含天然呋喃香豆素（Heracleum sosnowskyi提取物）与NaYF4 :20%Yb,0.25%Tm上转换颗粒（UCPs）的乳液光敏剂EmFHS-UCPs。通过瘤内注射联合980nm激光照射，在Lewis肺癌模型中实现肿瘤抑制并提升生存率，其机制源于UCPs将IR光转化为UV光激活呋喃香豆素的DNA交联作用，为深部肿瘤光疗提供新策略。

　　

在肿瘤治疗领域，光动力疗法（PDT）长期面临一个关键矛盾：高效光敏剂需要紫外光（UV）激活，但UV穿透力差；而近红外光（IR）虽能深入组织，却缺乏匹配的光敏剂。传统PDT使用的卟啉类化合物需650-750nm红光激活，而天然呋喃香豆素——这类存在于独活属植物中的光毒性分子，虽能通过UV诱导DNA交联发挥抗癌作用，却因UV无法抵达深部肿瘤而受限。更棘手的是，直接使用X射线激发UV的X-PACT疗法存在辐射风险。如何安全实现深部肿瘤的光化学激活？这一难题催生了本文的创新探索。

研究人员提出"借光转换"的巧思：利用上转换纳米颗粒（UCNPs）作为"光 translator"，将无害的980nm IR激光转化为350-370nm UV光，在肿瘤内部原位激活呋喃香豆素。他们选用NaYF₄
:20%Yb,0.25%Tm颗粒——这种双掺杂镱（Yb³⁺
）和铥（Tm³⁺
）的稀土晶体，以其高效的UV上转换发光特性著称。为实现疏水性呋喃香豆素的递送，团队开发了EmFHS-UCPs乳液系统，包含独活植物提取的呋喃香豆素混合物（含8-MOP、5-MOP等）与未包被的UCPs，通过瘤内注射实现精准定位。

研究采用透射电镜（TEM）确认UCPs为610±70nm的单晶颗粒，X射线衍射（XRD）验证其α相结构。在Lewis肺癌小鼠模型中，瘤内注射EmFHS-UCPs后经980nm激光照射（1.5W/cm²
，10分钟），肿瘤体积抑制率达47%，生存期显著延长。但相同方案对B16黑色素瘤无效，组织光学分析揭示黑色素对UV的强吸收阻碍了光敏剂激活。药代动力学显示UCPs在肿瘤滞留72小时，而呋喃香豆素24小时内即被清除，证实瘤内给药的优势。

关键发现体现于三个层面：首先，UCPs的UV发射光谱（365nm）与呋喃香豆素吸收峰完美匹配，实现"光-光转换"的精准调控；其次，肿瘤组织光学特性决定疗效差异——Lewis肺癌的半透明组织允许UV穿透，而B16的黑色素如同"光学屏障"；最后，未包被的UCPs表面直接接触呋喃香豆素，确保能量转移效率。

这项发表于《Biochemical and Biophysical Research Communications》的研究，首次构建了"IR激光-UCPs转换-UV激活"的级联光疗体系。其意义不仅在于为Lewis肺癌提供新疗法，更开创了非辐射依赖的深部肿瘤光激活范式。未来或可通过调整UCPs组分（如增加Er³⁺
掺杂）拓宽激活光谱，或联合免疫疗法增强远端效应。正如作者Oleg Alexandrovich Kulikov强调："这如同在肿瘤内部安装了微型UV灯，而控制开关在体外——安全、精准且可编程。"