DOI: 10.1021/acsnano.0c09913
將光敏劑工程化為刺激響應型超分子納米藥物可以增強光敏劑的時空遞送和可控釋放，在腫瘤光動力治療中具有廣闊的應用前景。納米藥物制備復雜，具有良好的腫瘤積聚能力，藥物組分的不良反應阻礙了光動力療法（PDT）在體內的應用。在制備腫瘤靶向給藥的納米藥物時忽略了細胞外三磷酸腺苷（ATP）在腫瘤組織中過表達的事實。在此，研究者提出了由陽離子卟啉和ATP的共組裝在水溶液中形成可作為PDT納米藥物的無金屬螺旋納米纖維。納米藥物材料易于獲得、相容性好、制備簡單，使其在PDT治療腫瘤方面具有廣闊的應用前景。與單獨使用陽離子卟啉相比，卟啉-ATP納米纖維通過全身血液循環顯示出增強的腫瘤部位光敏劑遞送。過表達的細胞外ATP穩定了腫瘤組織內的卟啉-ATP納米藥物，從而增強了癌細胞對納米藥物的吸收。通過細胞內磷酸酶對ATP進行生物降解后，酶觸發的光敏劑從納米藥物中釋放出來，產生了良好的腫瘤治療效果。這項研究利用腫瘤微環境幫助納米藥物在腫瘤部位積聚，對智能納米藥物的制備具有一定的啟發意義。
圖1.水溶性卟啉的三磷酸腺苷（ATP）模板化自組裝用于成像引導的精確光動力療法（PDT）的示意圖。
圖2.水中卟啉1和1-ATP納米纖維的紫外可見吸收光譜（a）和發射光譜（b）。Λexc=592nm。（c）1-ATP納米纖維的TEM圖像。（d）當存在卟啉1或1-ATP納米纖維時，分別在有無激光照射的條件下測定ROS探針（ABDA）在水中的吸光度。黑色箭頭（對于卟啉1）和紅色箭頭（對于1-ATP）表示激光照射后ABDA的吸光度變化。在a-c中：[1]=[1-ATP]=20μM。在d中：[1]=[1-ATP]=5μM。[ABDA]=1.67mM，激光功率：0.3 W cm-2，在635nm下持續10分鐘。a中的插圖顯示了Q波段的擴展吸光度。
圖3.（a）用1-ATP納米纖維孵育的MCF7細胞的CLSM圖像顯示，與未加入1-ATP納米纖維的對照實驗相比，隨著孵育時間的增加，紅色熒光強度逐漸增強。（b）細胞的熒光圖像顯示輻照和1-ATP納米纖維的結合產生了ROS。如圖所示，將細胞與1-ATP納米纖維孵育不同的時間，然后與10μM DCFH-DA孵育0.5h，隨后用635nm激光（0.3 W cm-2）照射2分鐘。a和b部分的對照實驗未添加1-ATP納米纖維，圖像是在孵育24h后拍攝的。
圖4.在有或沒有光照射的情況下，用1-ATP納米纖維孵育的MCF7細胞的活性。1-ATP納米纖維的濃度范圍為0至20μM。孵育24h后，以635nm激光在0.3 W cm-2下照射1分鐘。誤差棒代表標準偏差（n=6）。
圖5.（a）熒光圖像顯示根據腫瘤部位的強熒光發射，1-ATP納米纖維比未包封的卟啉能更好地在腫瘤部位遞送卟啉。黑色圓圈表示腫瘤的大小和位置。（b）從分別注射了1-ATP和卟啉1的小鼠的腫瘤部位獲取的平均熒光強度。（c）注射后24h采集的離體器官熒光圖像。（d）從分別注射了1-ATP和卟啉1的小鼠的離體器官獲取的熒光強度。誤差棒代表標準偏差（n=3）。
圖6.使用1-ATP納米纖維的體內PDT。（a）荷瘤小鼠PDT各時間點的代表性照片。給小鼠注射1-ATP納米纖維、未包封的卟啉1或5％葡萄糖的水溶液（對照組）。注射后4h，所有腫瘤部位均用635nm激光照射10分鐘（0.3 W cm-2）。（b）觀察期間的腫瘤生長情況。（c）觀察期間小鼠的體重。誤差棒代表標準偏差（n=5）。
圖7.對照組以及PDT組小鼠心臟、脾、腎、肝、肺和腫瘤組織的蘇木精和伊紅（H＆E）染色組織切片。
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