基于聚集誘導發射發光體 (AIEgens) 的光熱療法（PTT）已發展成為腫瘤消融的前沿研究領域。

然而，由于傳統的AIEgens的光致發光（PL）和光熱特性不協調，以及腫瘤細胞中高溫誘導的抗凋亡反應，PTT仍然存在挑戰，難以實現令人滿意的治療效果。

2024年12月12日，香港科技大學唐本忠院士和林榮業（Jacky W. Y. Lam）副教授、武漢大學王富安教授和Wenqian Yu在國際知名期刊Journal of the American Chemical Society發表題為《Engineering a Near-Infrared Spiro-Based Aggregation-Induced Emission Luminogen for DNAzyme-Sensitized Photothermal Therapy with High Efficiency and Accuracy》的研究論文，陳盈盈、陽生熠、Xinwen Ou為共同第一作者，唐本忠院士、林榮業副教授、王富安教授和Wenqian Yu為論文共同通訊作者。

唐本忠，香港科技大學張鑒泉理學教授、化學系與生物醫學工程系講座教授，華南理工大學-香港科技大學聯合研究院院長，中國科學院院士，發展中國家科學院院士，亞太材料科學院院士，英國皇家化學會會士。

1982年于華南理工大學獲學士學位，1985年、1988年先后獲日本京都大學碩士、博士學位；曾在多倫多大學從事博士后研究工作。1994年加入香港科技大學。2021年加入香港中文大學（深圳）擔任理工學院院長、校長學勤講座教授。

唐本忠院士主要從事材料科學，高分子化學和生物醫學診療等研究。在聚集誘導發光（Aggregation-Induced Emission, AIE）這一化學和材料前沿領域取得了原創性成果，是AIE概念的提出者和AIE研究的引領者。

唐本忠院士已發表學術論文2,000多篇，總引用超210,000次，H因子為202。在學術會議上作了500多場邀請報告，擁有100多項授權專利。

林榮業，香港科技大學化學系科研副教授。2003 年在香港科技大學獲得博士學位，師從唐本忠院士。2003-2007 年在唐本忠院士課題組開展博士后研究，研究方向為具有線性和超支化結構及先進功能特性的新型聚合物?，F為香港科技大學副教授。

王富安，武漢大學化學與分子科學學院教授。2003年本科畢業于鄭州大學，2009年博士畢業于中國科學院長春應化所，期間2009-2014年在希伯來大學從事博士后研究，2014年加入武漢大學擔任教授。

王富安教授主要從事生物傳感分析、核酸納米技術、生物醫學材料等研究。致力于開發新型分析檢測方法與探針、開發先進納米技術與材料、建立智能醫學診療材料與方法。在相關領域國際權威學術期刊發表論文180余篇。

在此，作者設計了一種近紅外（NIR）spiro-AIEgen?TTQ-SA，通過輔助脫氧核酶（DNAzyme）調節的腫瘤細胞敏化來增強PTT。

研究人員首次制備出具有獨特分子結構和堆積方式的TTQ-SA，使其具有較強的AIE效應、良好的PL量子產率和良好的光熱性能。

DNAzyme作為一種基因沉默工具，可以減輕PTT過程中的抗凋亡反應。作者通過將TTQ-SA和DNAzyme整合到葉酸修飾的聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）聚合物中，所制備的納米系統可以促進細胞凋亡并使腫瘤細胞對PTT敏感，從而最大限度地提高治療效果。

通過結合基于spiro-AIEgen的PTT和基于DNAzyme的基因沉默，研究人員所設計的納米系統顯示出用于腫瘤靶向的有前景的近紅外和光熱成像能力，并表現出對原位乳腺癌的顯著的細胞凋亡、抗腫瘤和抗轉移效果。此外，在自發MMTV-PyMT轉基因小鼠中實現了協同抗腫瘤作用。

這些發現為基于AIEgen的光熱治療診斷學和DNAzyme調節的腫瘤細胞致敏提供了新的見解，為臨床研究中的協同基因沉默-PTT納米平臺鋪平了道路。

圖1：X射線晶體分析

圖2：理論計算

圖3：光物理性能

圖4：腫瘤靶向和體外細胞毒性

圖5：MCF-7荷瘤裸鼠的成像和抗腫瘤效果

圖6：原位乳腺癌的抗腫瘤和抗轉移效果

圖7：自發性乳腺癌的治療

綜上，在這項研究中，作者設計了一種近紅外螺環結構的聚集誘導發射熒光素（sprio-AIEgen?TTQ-SA），通過輔助脫氧核酶（DNAzyme）調控的腫瘤細胞致敏，實現了高效準確的光熱治療（PTT）。

研究成果表明，該納米系統在腫瘤靶向和光熱成像方面展現出潛力，對乳腺癌模型具有顯著的細胞凋亡、抗腫瘤和抗轉移效果，為AIEgen基光熱診療和DNAzyme調控的腫瘤細胞致敏提供了新的見解，為臨床研究中的協同基因沉默-PTT納米平臺鋪平了道路。

該研究提供了一種新的策略，通過結合光熱治療和基因沉默技術，增強了腫瘤治療的效果，尤其是對乳腺癌的治療。未來這種納米系統有望成為一種新的臨床治療手段，特別是在提高光熱治療效果和減少腫瘤復發及轉移方面具有潛在的應用價值。

Engineering a Near-Infrared Spiro-Based Aggregation-Induced Emission Luminogen for DNAzyme-Sensitized Photothermal Therapy with High Efficiency and Accuracy,?Journal of the American Chemical Society,?2024.?