Chem. Eur. J. ：内源靶标激活型核壳异质MOF助力光动力-基因协同诱导细胞凋亡

活性氧（ROS）是较常见的用于抗肿瘤治疗的自由基种类，基于光激活下光敏剂产生ROS的光动力疗法（PDT），已被广泛用于诱导肿瘤细胞凋亡。然而遗憾的是，过量的内源性谷胱甘肽（GSH）对ROS具有较强的还原性，严重限制了ROS依赖型PDT效果。此外，肿瘤内部缺氧环境及疗法侵袭深度有限进一步限制了PDT的临床实际应用。因此，将光敏化结构与生物分子介导的生物疗法进行协同治疗具有重要意义。

近年来，作为新兴的晶态多孔材料，金属有机骨架材料（MOF）已经在肿瘤纳米治疗中展露头脚。由于其模块化的结构、孔径可调、组成高调谐性和易于功能化等特性，MOF已成为实现肿瘤联合治疗的潜在纳米平台。

图1 纳米核壳MOF材料用于GSH激活型光动力-基因协同治疗。(A) 多功能核MOF纳米探针(PSZ)的制备；(B) GSH触发的细胞原位成像和光动力-基因协同诱导细胞凋亡。

近日，南京大学雷建平教授团队利用异质MOF合成经验，将内源性过剩GSH这一劣势化为优势，独辟蹊径地将其作为驱动器式治疗功能开关，以光敏PCN型MOF为核，以Cu2+中心的ZIF-67型MOF为壳，并于壳内包封花菁染料标记的siRNA，制备了一种纳米核壳双MOF杂化探针（PSZ），并将其应用于光动力-基因协同治疗。经细胞内化后，内源性GSH激活了该杂化探针PSZ，ZIF-67壳的Cu2+中心被可控还原，ZIF-67壳解离并释放出染色标记的siRNA，用于GSH成像和后续的基因治疗。与此同时，PCN核的光敏性能随着外部ZIF-67壳解离而同步解锁，形成了GSH消耗增强型PDT策略。高效PDT进一步促进了siRNA的内涵体逃逸，从而实现了基于内源刺激物激活型异质纳米探针的成像引导型光动力-基因协同治疗。实验结果表明该探针介导协同治疗的细胞凋亡率（81.3%）为是单一基因治疗的2.2倍。

该纳米异质探针通过由内而外的层层组装过程，提供了一个具有可控siRNA传递、选择性产生ROS并抵抗GSH还原的高效协同治疗平台。与单一PDT相比，具有可控激活的协同优势。该平台的构建揭示了异质MOF在疾病诊断和治疗领域的应用具有潜在的意义，并为后续建立细胞内微环境刺激激活型治疗策略提供新思路。

论文信息

Glutathione-Responsive Heterogeneous Metal-Organic Framework Hybrids for Photodynamic-Gene Synergetic Cell Apoptosis

Jintong Liu, Bernardino J. Córdova Wong, Tianrui Liu, Hong Yang, Lin Yao Ye, Jianping Lei

文章第一作者为南京农业大学刘金彤副教授和南京大学王永棣硕士。

该文收录于《欧洲化学》“南京大学120周年校庆”特辑。

Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202200305

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