基于聚集誘導(dǎo)發(fā)射發(fā)光體 (AIEgens) 的光熱療法（PTT）已發(fā)展成為腫瘤消融的前沿研究領(lǐng)域。

然而，由于傳統(tǒng)的AIEgens的光致發(fā)光（PL）和光熱特性不協(xié)調(diào)，以及腫瘤細(xì)胞中高溫誘導(dǎo)的抗凋亡反應(yīng)，PTT仍然存在挑戰(zhàn)，難以實現(xiàn)令人滿意的治療效果。

2024年12月12日，香港科技大學(xué)唐本忠院士和林榮業(yè)（Jacky W. Y. Lam）副教授、武漢大學(xué)王富安教授和Wenqian Yu在國際知名期刊Journal of the American Chemical Society發(fā)表題為《Engineering a Near-Infrared Spiro-Based Aggregation-Induced Emission Luminogen for DNAzyme-Sensitized Photothermal Therapy with High Efficiency and Accuracy》的研究論文，陳盈盈、陽生熠、Xinwen Ou為共同第一作者，唐本忠院士、林榮業(yè)副教授、王富安教授和Wenqian Yu為論文共同通訊作者。

唐本忠，香港科技大學(xué)張鑒泉理學(xué)教授、化學(xué)系與生物醫(yī)學(xué)工程系講座教授，華南理工大學(xué)-香港科技大學(xué)聯(lián)合研究院院長，中國科學(xué)院院士，發(fā)展中國家科學(xué)院院士，亞太材料科學(xué)院院士，英國皇家化學(xué)會會士。

1982年于華南理工大學(xué)獲學(xué)士學(xué)位，1985年、1988年先后獲日本京都大學(xué)碩士、博士學(xué)位；曾在多倫多大學(xué)從事博士后研究工作。1994年加入香港科技大學(xué)。2021年加入香港中文大學(xué)（深圳）擔(dān)任理工學(xué)院院長、校長學(xué)勤講座教授。

唐本忠院士主要從事材料科學(xué)，高分子化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)診療等研究。在聚集誘導(dǎo)發(fā)光（Aggregation-Induced Emission, AIE）這一化學(xué)和材料前沿領(lǐng)域取得了原創(chuàng)性成果，是AIE概念的提出者和AIE研究的引領(lǐng)者。

唐本忠院士已發(fā)表學(xué)術(shù)論文2,000多篇，總引用超210,000次，H因子為202。在學(xué)術(shù)會議上作了500多場邀請報告，擁有100多項授權(quán)專利。

林榮業(yè)，香港科技大學(xué)化學(xué)系科研副教授。2003 年在香港科技大學(xué)獲得博士學(xué)位，師從唐本忠院士。2003-2007 年在唐本忠院士課題組開展博士后研究，研究方向為具有線性和超支化結(jié)構(gòu)及先進(jìn)功能特性的新型聚合物?，F(xiàn)為香港科技大學(xué)副教授。

王富安，武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院教授。2003年本科畢業(yè)于鄭州大學(xué)，2009年博士畢業(yè)于中國科學(xué)院長春應(yīng)化所，期間2009-2014年在希伯來大學(xué)從事博士后研究，2014年加入武漢大學(xué)擔(dān)任教授。

王富安教授主要從事生物傳感分析、核酸納米技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)材料等研究。致力于開發(fā)新型分析檢測方法與探針、開發(fā)先進(jìn)納米技術(shù)與材料、建立智能醫(yī)學(xué)診療材料與方法。在相關(guān)領(lǐng)域國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文180余篇。

在此，作者設(shè)計了一種近紅外（NIR）spiro-AIEgen?TTQ-SA，通過輔助脫氧核酶（DNAzyme）調(diào)節(jié)的腫瘤細(xì)胞敏化來增強PTT。

研究人員首次制備出具有獨特分子結(jié)構(gòu)和堆積方式的TTQ-SA，使其具有較強的AIE效應(yīng)、良好的PL量子產(chǎn)率和良好的光熱性能。

DNAzyme作為一種基因沉默工具，可以減輕PTT過程中的抗凋亡反應(yīng)。作者通過將TTQ-SA和DNAzyme整合到葉酸修飾的聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）聚合物中，所制備的納米系統(tǒng)可以促進(jìn)細(xì)胞凋亡并使腫瘤細(xì)胞對PTT敏感，從而最大限度地提高治療效果。

通過結(jié)合基于spiro-AIEgen的PTT和基于DNAzyme的基因沉默，研究人員所設(shè)計的納米系統(tǒng)顯示出用于腫瘤靶向的有前景的近紅外和光熱成像能力，并表現(xiàn)出對原位乳腺癌的顯著的細(xì)胞凋亡、抗腫瘤和抗轉(zhuǎn)移效果。此外，在自發(fā)MMTV-PyMT轉(zhuǎn)基因小鼠中實現(xiàn)了協(xié)同抗腫瘤作用。

這些發(fā)現(xiàn)為基于AIEgen的光熱治療診斷學(xué)和DNAzyme調(diào)節(jié)的腫瘤細(xì)胞致敏提供了新的見解，為臨床研究中的協(xié)同基因沉默-PTT納米平臺鋪平了道路。

圖1：X射線晶體分析

圖2：理論計算

圖3：光物理性能

圖4：腫瘤靶向和體外細(xì)胞毒性

圖5：MCF-7荷瘤裸鼠的成像和抗腫瘤效果

圖6：原位乳腺癌的抗腫瘤和抗轉(zhuǎn)移效果

圖7：自發(fā)性乳腺癌的治療

綜上，在這項研究中，作者設(shè)計了一種近紅外螺環(huán)結(jié)構(gòu)的聚集誘導(dǎo)發(fā)射熒光素（sprio-AIEgen?TTQ-SA），通過輔助脫氧核酶（DNAzyme）調(diào)控的腫瘤細(xì)胞致敏，實現(xiàn)了高效準(zhǔn)確的光熱治療（PTT）。

研究成果表明，該納米系統(tǒng)在腫瘤靶向和光熱成像方面展現(xiàn)出潛力，對乳腺癌模型具有顯著的細(xì)胞凋亡、抗腫瘤和抗轉(zhuǎn)移效果，為AIEgen基光熱診療和DNAzyme調(diào)控的腫瘤細(xì)胞致敏提供了新的見解，為臨床研究中的協(xié)同基因沉默-PTT納米平臺鋪平了道路。

該研究提供了一種新的策略，通過結(jié)合光熱治療和基因沉默技術(shù)，增強了腫瘤治療的效果，尤其是對乳腺癌的治療。未來這種納米系統(tǒng)有望成為一種新的臨床治療手段，特別是在提高光熱治療效果和減少腫瘤復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移方面具有潛在的應(yīng)用價值。

Engineering a Near-Infrared Spiro-Based Aggregation-Induced Emission Luminogen for DNAzyme-Sensitized Photothermal Therapy with High Efficiency and Accuracy,?Journal of the American Chemical Society,?2024.?