药学院王淑君教授团队在肿瘤光学诊疗领域取得突破性成果

近日，我院王淑君教授团队在肿瘤光学诊疗一体化纳米生物材料方向取得重要突破，研究成果以“Multi-Photonic Synergy: A Light-Driven MOF-Like Organometal-Phenolic Network Nanocage for Self-Enhanced Fluorescence-Guided Photothermal Therapy and Glutathione Depletion”为题发表在国际权威期刊Advanced Functional Materials。该研究开发了一种基于自然光一步驱动的新型有机金属-多酚纳米笼智能诊疗平台，创新提出三重光协同增效策略，旨在同步攻克光学诊疗试剂光稳定性差、肿瘤高谷胱甘肽抗氧化微环境两大核心转化瓶颈。

传统肿瘤手术依赖触诊或肉眼评估，边界模糊。光学诊疗利用光激活的激发态能量转化实现肿瘤光学示踪或治疗，能够实现“看见即切除”的精准肿瘤诊疗模式。然而，目前已上市产品国内大多尚未获批，且多数仅有诊断功能，缺乏治疗能力。存在聚集诱导猝灭（ACQ）、成像与治疗能量竞争、体内清除迅速及靶向不足等问题。与此同时，肿瘤内过量谷胱甘肽（GSH）会中和光疗等氧化应激疗效，迫使光敏剂剂量提高5~10倍，显著增加副作用。

针对上述两大瓶颈，传统共载金属材料仅能一次性消耗GSH，作用短暂且毒副作用明显；金属多酚体系则常面临金属离子泄露与响应性不足的困境，且多数研究仍停留在与诊疗分子的物理共载和被动触发层面。为突破这一局限，团队创新性地引入二茂铁（Ferrocene，Fc）作为能量响应分子枢纽，构建了可见光驱动的动态有机金属-酚纳米网络（FHT@ICG）。二茂铁的Fc⁺/Fc氧化还原对电位适中，兼具可见光响应氧化特性和稳定的夹心结构，既不会释放游离铁离子，也避免了不可控副反应，为GSH循环耗竭和光控功能切换奠定了热力学与动力学基础。此外，二茂铁呈现价态依赖配位特性：氧化态Fc⁺可与多酚动态结合，还原态Fc则失去配位活性，结合其自身光氧化性能，可自发形成“光触发—价态转变—配位重构—GSH循环消耗”的智能调控。基于此，团队进一步提出“三重光协同”增效机制，实现从组装、成像到治疗的全流程光控。

光驱动有机金属-多酚纳米笼的构建及光学诊疗机制示意图

“三重光协同”机制包括以下三个层面

（1）光控网络组装

利用自然光可实现FH-TA网络的一步可控绿色合成。该网络具备肿瘤环境高浓度GSH（≥1 mM）特异性响应解离与光控再组装的双重特性，可在肿瘤微环境中实现GSH的持续催化耗竭，突破传统金属多酚网络在动态调控及循环催化方面的局限性；

（2）光学诊疗

该体系通过有机金属多酚网络的类MOF动态配位限域效应，可有效抑制ICG的不可逆聚集猝灭与光降解行为，并实现荧光从体外“Off”到肿瘤部位“On”的智能切换；

（3）光催化调控

FHT@ICG体系或体内解离体系高效捕获近红外激光能量，ICG充当光能天线，一方面将捕获的近红外光能量转移至二茂铁单元，形成激发态ICG。部分还原态的二茂铁作为高效电子给体，通过光诱导电子转移（Photoinduced Electron Transfer，PET）向激发态ICG转移电子，自身被快速氧化为Fc⁺，可在不依赖内源性H₂O₂的条件下，通过直接氧化或配位消耗的方式高效耗竭GSH。

实验结果证实，该纳米笼体系将ICG光热转换效率由13%提升至57.7%；在单侧、双侧4T1荷瘤小鼠模型中均可高效富集并实现清晰肿瘤成像；14天治疗周期内肿瘤体积可控制在200mm³以内，并表现出良好的血液相容性及组织安全性，毒性较低。

本研究所构建的基于FH-TA动态有机金属多酚网络的FHT@ICG纳米诊疗平台，通过“三重光协同”机制：即光驱动动态组装、荧光Off-On智能切换、光催化自增强GSH耗竭循环，同步解决了ICG光不稳定性与肿瘤抗氧化微环境两大核心瓶颈，实现了荧光成像导航与自增强协同治疗，为动态响应型精准肿瘤光学诊疗提供了新思路。

沈阳药科大学药学院博士研究生王斯雪为论文第一作者，王淑君教授为第一通讯作者，叶田田副教授为共同通讯作者。

该研究获得国家自然科学基金（No.82574596 81973494）、辽宁省教育厅科研项目（JYTMS20231357）资助。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.77084。