近红外II区发射型I型光敏剂TPP-TPA通过增强系间窜越效率诱导肿瘤铁死亡的研究

本研究针对传统光动力疗法(PDT)因肿瘤缺氧导致的疗效受限问题，开发了基于受体工程策略设计的近红外(NIR)激活型I型光敏剂TPP-TPA。该材料具有显著的NIR-II荧光发射特性，通过增强系间窜越(ISC)效率实现低氧依赖的I型活性氧(ROS)高效生成，成功诱导4T1乳腺癌细胞铁死亡(Ferroptosis)，为克服肿瘤缺氧环境下的治疗难题提供了新思路。

　　

在癌症治疗领域，铁死亡(Ferroptosis)作为一种由脂质过氧化(LPO)驱动的铁依赖性细胞死亡方式，近年来备受关注。传统光动力疗法(PDT)通过产生活性氧(ROS)杀伤肿瘤细胞，但其依赖氧气的II型机制在缺氧的肿瘤微环境中往往疗效受限。更令人担忧的是，缺氧还会激活肿瘤细胞的自我保护机制，如缺氧诱导因子(HIFs)的上调，进一步加剧治疗抵抗。相比之下，通过电子转移途径产生超氧自由基(O₂^?•)等I型ROS的PDT具有更低的氧依赖性，但现有I型光敏剂普遍存在近红外(NIR)激发与NIR-II发射难以兼顾的瓶颈。

为解决这一难题，国内某研究机构的研究团队创新性地采用受体工程策略，在前期开发的D-A-D型光敏剂TQ-TPA基础上，通过扩展共轭体系和优化受体平面性，成功合成了新型NIR-II发射光敏剂TPP-TPA。该材料在733nm处具有强吸收峰，荧光发射达到971nm，其独特的扭曲D-A单元设计使系间窜越(ISC)效率显著提升，ΔE_ST降至0.08eV。相关研究成果发表在《Acta Biomaterialia》上，为缺氧肿瘤治疗提供了突破性解决方案。

研究团队主要采用以下关键技术：1）受体工程策略优化分子结构；2）紫外-可见-近红外吸收光谱和荧光光谱表征光学性质；3）电子顺磁共振(EPR)检测ROS类型；4）NIR-II荧光成像引导治疗；5）铁死亡特异性标志物检测。

在"Results and discussion"部分，研究证实：1）TPP-TPA NPs在808nm激发下可高效产生I型ROS，且氧依赖性显著低于传统PSs；2）NIR-II成像显示TPP-TPA能有效富集于肿瘤部位；3）体外实验证实其诱导的LPO积累和谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)下调是铁死亡的关键机制；4）体内实验证明其在低氧环境中仍能有效抑制肿瘤生长。

"Conclusion"部分强调，这项工作首次实现了纯有机I型光敏剂的NIR-II发射特性与铁死亡诱导功能的完美结合。通过精确调控S₁/T_n态匹配度和引入扭曲骨架结构，显著提升了ISC效率，为解决肿瘤缺氧这一临床难题提供了新思路。特别值得注意的是，TPP-TPA NPs的双重功能——NIR-II成像引导和I型ROS介导的铁死亡诱导，为癌症诊疗一体化开辟了新途径。

研究团队在"Acknowledgment"中特别指出，Fen Liu和Qihang Ding为共同第一作者，该工作获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。这些发现不仅推动了I型光敏剂的分子设计理论发展，更为临床转化提供了切实可行的解决方案，具有重要的科学意义和应用前景。