Angew. Chem.：光敏蓝藻细菌用于光激发光合作用增敏肿瘤PDT

肿瘤的光动力学治疗（PDT）是一种古老而有效的外场激发肿瘤治疗模式。在临床上，由于大量开发的光敏剂产生单线态氧物种的物种基于分子氧的三线态湮灭，因此，肿瘤的乏氧特征一直是限制基于II型光敏剂的光动力学治疗的重要因素。近年来对于肿瘤增氧提高肿瘤PDT治疗效果有较多报道，然而利用物理载氧及化学产氧的方式来增效PDT存在着效率不足及生物安全性的问题，开发一种新型的肿瘤充氧方式来增效肿瘤的光动力学治疗有助于解决临床肿瘤光动力学应用的瓶颈。

受蓝藻远古光合作用的启发，近日，中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林研究员（点击查看介绍）团队构建了一种光敏剂二氢卟吩（ce6）与蓝藻（细长聚球藻）杂化的光敏细菌用于光激发下的光合作用增强肿瘤的PDT治疗。基于蓝藻叶绿素结构与光敏剂结构的相似性，这一光敏细菌能够实现在单一光源激发下（660 nm）的光合作用及光敏剂活化，使得敏化后的二氢卟吩光敏剂能够迅速与分子氧发生三线态湮灭生成单线态氧物种，对肿瘤细胞造成高效杀伤，为克服II型光敏剂的氧依赖提供一种基于生物放氧的增效方案。

图1. 光敏蓝藻细菌的光激发光合作用增敏PDT示意图

研究表明，光敏蓝藻细菌能够实现在较低的660 nm激光功率下（20 mW cm^-2）及低杂化光敏剂剂量的条件下高效的细胞毒性，对比游离状态的光敏剂ce6，其发挥半数细胞杀伤效力所需的光敏剂浓度仅为游离光敏剂浓度的1/18。进一步在体内动物实验层面，研究团队以瘤内注射的模式实现了光敏蓝藻细菌对肿瘤移植瘤最高79.9%的体积抑制，并在长达1个月的安全性评价周期内展示出优异的生物安全性。该项研究探索了一类具有相当潜力的光合-光敏生物杂化材料，更为基于微生物的纳米医学设计提供了新的思路。

图2. 光敏蓝藻细菌的光激发光合作用增敏PDT的细胞实验

相关成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，通讯作者是中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林研究员和陈雨研究员，第一作者是霍敏锋博士。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Photosynthetic Tumor Oxygenation by Photosensitized Cyanobacterial Cells for Enhanced Photodynamic Therapy

Minfeng Huo, Liying Wang, Linlin Zhang, Chenyang Wei, Yu Chen*, Jianlin Shi*

Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201912824

导师介绍

施剑林

https://www.x-mol.com/university/faculty/16222

（本稿件来自Wiley）