电子受体基序调控的NIR-II AIE光敏剂通过多模态成像引导的纯I型光动力-光热协同疗法诱导肿瘤焦亡

　　本研究针对肿瘤缺氧微环境中传统光动力疗法(PDT)依赖I/II型活性氧(ROS)导致疗效受限的难题，开发了具有溶酶体靶向性的NIR-II聚集诱导发光(AIE)光敏剂PTQ-TPA3。通过分子进化策略构建的D-A-D结构实现了纯I型ROS生成(较ICG高13倍)、39.45%光热转换效率及NIR-II荧光发射(PLQY=6.45%)。多模态成像引导下的协同治疗可诱导Gasdermin介导的焦亡(pyroptosis)，有效激活抗肿瘤免疫，为缺氧实体瘤治疗提供新策略。

　　

在肿瘤治疗领域，光动力疗法(PDT)长期面临两大困境：一是依赖氧气的II型光动力过程在缺氧实体瘤中效果骤减，二是治疗深度受限于可见光穿透能力。更棘手的是，传统凋亡诱导疗法易产生耐药性，而能引发强烈免疫反应的焦亡(pyroptosis)又缺乏精准诱导手段。这些瓶颈促使科学家们将目光投向新型光敏剂开发——能否设计出兼具深部组织穿透、缺氧环境有效且能特异性触发焦亡的"智能"光敏剂？

中国科学院等机构的研究人员通过巧妙的分子工程，构建出革命性的NIR-II AIE光敏剂PTQ-TPA3。这项发表于《Biomaterials》的研究显示，该化合物通过独特的电子受体基序调控，首次实现纯I型ROS生成与NIR-II荧光/光热的多功能集成。在808 nm激光激发下，其产生的超氧自由基(O₂
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)效率达ICG的13倍，光热转换效率39.45%，成功突破缺氧和穿透深度双重限制。更引人注目的是，多模态成像引导的协同治疗可精准诱导Gasdermin介导的焦亡，激活系统性抗肿瘤免疫，为实体瘤治疗开辟新途径。

研究团队采用四大关键技术：1) 通过TD-DFT理论计算指导D-A-D分子设计；2) 基于B3LYP/6-311G(d)泛函优化电子结构；3) 建立NIR-II荧光(1000-1700 nm)/光声/光热三模态成像系统；4) 采用胰腺癌小鼠模型验证免疫激活效果。这些方法系统保障了从分子设计到体内验证的全链条研究。

【Results and discussion】部分揭示：PTQ-TPA3的ΔE_ST
=0.08 eV小能隙特性促进三线态激子电子转移，这是实现高效I型ROS的关键。分子转子设计既增强非辐射跃迁（提升光热效应），又通过限制分子内运动强化AIE特性。体外实验证实该化合物特异性富集于溶酶体，在低氧条件下仍保持强劲的ROS生成能力。

【Conclusion】部分强调：这项研究创造了三个"首次"——首个NIR-II激活的纯I型AIE光敏剂、首个通过多模态成像实时监控焦亡过程的系统、首个将光热增强焦亡与免疫激活联动的治疗方案。小鼠实验中，治疗组肿瘤抑制率达82.7%，且显著增加CD8⁺
T细胞浸润，证实其免疫激活潜力。

该研究的突破性在于：1) 分子进化策略破解了I型ROS与NIR-II发射难以兼得的矛盾；2) 光热效应不仅直接杀伤肿瘤，更通过升温增强焦亡相关蛋白表达；3) 创建的"成像-治疗"一体化平台实现精准医疗。这些发现为下一代肿瘤光免疫治疗提供全新范式，特别是对胰腺癌等缺氧性恶性肿瘤具有重要转化价值。未来通过优化给药系统和联合免疫检查点抑制剂，有望进一步提升临床疗效。