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缺氧是大多數(shù)實體瘤的一個最顯著特征（局部氧壓<5 mm Hg）,通常是由腫瘤細胞的侵略性增殖和腫瘤血管系統(tǒng)的畸變引起的。光動力治療（PDT）利用光敏劑（PS）在外部光刺激下產(chǎn)生高細胞毒性的活性氧（ROS）分子，而大多數(shù)PS治療機理是通過氧依賴的Type II機理將三重態(tài)分子氧（³O₂）轉(zhuǎn)換成單線態(tài)氧（¹O₂），達到腫瘤治療的目的。因此嚴重缺氧的腫瘤細胞微環(huán)境作為最主要因素限制PDT的治療效果，目前主要的解決方式包括直接攜帶氧氣分子進入腫瘤細胞，或者利用自供給氧氣納米材料如MnO₂、Pt、CaO等提高腫瘤部位氧氣含量，達到增強腫瘤PDT的效果。但上述納米體系復(fù)雜的組裝過程、復(fù)合的細胞毒性等限制其在PDT中的應(yīng)用，因此急需開發(fā)新型的納米材料通過非氧依賴的Type I機理實現(xiàn)腫瘤的高效PDT。

超氧自由基（O₂^??）是通過非氧依賴的Type I過程產(chǎn)生的高細胞毒性的活性氧分子，其與蛋白、DNA或脂質(zhì)體結(jié)合，造成細胞內(nèi)組件損傷、細胞代謝功能紊亂，至細胞凋亡。其中部分O₂^??是在細胞內(nèi)超氧化物歧化酶（SOD）的催化作用下，轉(zhuǎn)化成H₂O₂和O₂，隨后H₂O₂進一步轉(zhuǎn)化成高毒性的羥基自由（OH·）增強PDT的治療效果。

卟啉基金屬-有機框架（MOF）納米材料作為光敏劑廣泛用于腫瘤的PDT治療中，但目前主要是以Type II治療機制與光熱治療、化療、放療等結(jié)合，進行腫瘤的協(xié)同治療。為了實現(xiàn)缺氧條件下腫瘤高效PDT的目的，北京科技大學(xué)孟祥丹博士，楊洲教授和董海峰教授課題組開發(fā)了一種基于細菌葉綠素的新型MOF納米片（DBBC-UiO）O₂^??發(fā)生器，在近紅外（NIR）光照射下，實現(xiàn)光聲成像指導(dǎo)的Type I型與Type II型結(jié)合的PDT，用于缺氧實體瘤的高效治療。

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以細菌葉綠素（H₂DBBC）為配體框架，Hf₆(μ₃-O)₄(μ₃-OH)₄為共價結(jié)合點，制備得到DBBC-UiO MOF納米片。在充足的O₂含量條件下，在750 nm NIR光照射下，DBBC-UiO作為光敏劑通過Type II產(chǎn)生¹O₂，而在嚴重缺氧微環(huán)境中通過Type I產(chǎn)生大量O₂^??。隨后產(chǎn)生的大量O₂^??不僅可作為高細胞毒性陰離子自由基誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡，同時可再SOD誘導(dǎo)的催化下，將部分O₂^??轉(zhuǎn)化為高毒性O(shè)H·。此外，DBBC-UiO具有良好光聲成像能力，可用于高分辨率、高組織透過性的癌癥精準診斷，該光聲成像指導(dǎo)的高效PDT用于缺氧條件下實體瘤的有效消除具有顯著的臨床應(yīng)用前景。

該工作以“A Bacteriochlorin-Based Metal-Organic Framework Nanosheet Superoxide Radical Generator for Photoacoustic Imaging-Guided Highly Efficient Photodynamic Therapy”為題，發(fā)表在Advanced Science（DOI：10.1002/advs.201900530）上，第一作者為北京科技大學(xué)張凱博士，孟祥丹博士、楊洲教授和董海峰教授為該論文的通訊作者。

以上研究工作得到了國家自然科學(xué)基金（21875008，21475008，51673023，51773017），國家重點研究專項基金（2016YFC0106602，2016YFC0106601）以及中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助（FRF-GF-17-B12，F(xiàn)RF-BD-17-016A）的資助。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201900530

–作者簡介–

董海峰，教授/博導(dǎo)。2011年獲南京大學(xué)分析化學(xué)獲博士學(xué)位，匹茲堡大學(xué)博士后，京都大學(xué)高級訪問教授，北京科技大學(xué)生物傳感中心特聘教授(2013.10-2014.07)，北京科技大學(xué)教授、博導(dǎo)（2014.8-至今）。2010年以來，在Chem.Rev., Angew. Chem. Int. ed., Adv. Mater., Nano lett., ACS Nano, Adv. Funct.Mater., Chem. Sci. Anal. Chem.等雜志發(fā)表SCI論文70篇，論文被包括NatureChem., Chem. Rev., Angew. Chem. In. Ed等雜志引用3200余次。出版中英文專著各1部，共同主編英文專著1部。曾獲2013年全國百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文提名和2012年江蘇省百篇優(yōu)秀博士論文，教育部自然科學(xué)二等獎1項（2018，第2），一等獎1項（2013，第6）和中國分析測試協(xié)會科技一等獎2項（2018，第2；2014，第7）。受邀到國際學(xué)術(shù)大會和國際知名大學(xué)（東京大學(xué)）做邀請報告共4次。

張凱，北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2016級博士在讀，主要研究方向為MOF納米材料，腫瘤標志物的分析檢測，腫瘤治療。博士期間，以第一作者身份在Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Advanced Science、Biomaterials、Analytical Chemistry等雜志共發(fā)表SCI論文7篇，以共同作者身份發(fā)表SCI論文20余篇，申請中國發(fā)明專利1項。

孟祥丹，北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院本科，后保研進入生物工程與傳感技術(shù)研究中心跟隨張學(xué)記教授、董海峰教授進行碩博連讀，2019年1月獲北京科技大學(xué)化學(xué)博士學(xué)位，并留校做師資博后，主要研究方向為腫瘤標志物miRNA的分析檢測，納米藥物與腫瘤治療，以第一作者（共一）或通訊作者在Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Advanced Science、Chemical Science等雜志發(fā)表SCI論文5篇。

楊洲，教授，美國化學(xué)會會員，2003年于中科院化學(xué)獲得理學(xué)博士學(xué)位，2003年至2007年在瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH)的非線性光學(xué)實驗室做博士后，2008年7月起受聘為北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授。主要研究方向為有機和高分子光子學(xué)功能材料，已在Adv. Mater.等專業(yè)期刊上發(fā)表SCI檢索論文130余篇，文章被SCI引用1000余次；申請發(fā)明專利22項，其中已獲授權(quán)15項。主持國家自然科學(xué)基金委基金項目4項和科技部重點研發(fā)計劃子課題1項。指導(dǎo)的研究生已畢業(yè)博士5名、碩士20名，在培養(yǎng)碩士研究生12名、博士研究生6名。與北京大學(xué)合作申報的“特種液晶材料及調(diào)光膜制備技術(shù)”項目先后獲2014年教育部技術(shù)發(fā)明一等獎和2015年國家技術(shù)發(fā)明二等獎（第三完成人）；所研制的液晶材料經(jīng)專家鑒定，認為“總體水平達到國際領(lǐng)先水平”，已在我國液晶領(lǐng)域龍頭企業(yè)獲得應(yīng)用或已建成了規(guī)模化生產(chǎn)線，近年來獲得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。