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【Biomaterials】近红外II发射的声动力荧光探针，诱导细胞凋亡以治愈癌症 ​

总结 ​

本研究设计了一种新型的NIR-II发射、可以诱导细胞焦亡的超声动力学治疗（SDT）增强剂Rd-TTPA，用于治疗肿瘤，并通过NIR-II荧光成像指导。

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摘要 ​

研究人员通过合成和特性研究，设计了一种新型的小分子细胞焦亡调节剂Rd-TTPA，该分子具有强的NIR-II荧光特性，能够在超声激发下产生大量的超氧根离子（O2），从而诱导肿瘤细胞发生细胞焦亡。Rd-TTPA采用了增强型受体-供体（A-π-D1-D2）结构，该结构有助于其在SDT中的高效ROS产生和NIR-II荧光成像能力。实验结果表明，Rd-TTPA在体内外都能有效地产生ROS，并且能够特异性地靶向肿瘤细胞的线粒体，从而在超声激发下诱导细胞焦亡。此外，Rd-TTPA在低氧条件下也能有效地诱导细胞焦亡，这为治疗氧气缺乏的肿瘤提供了新的策略。在小鼠模型中，Rd-TTPA显示出了优异的NIR-II荧光成像能力和抗肿瘤效果，能够有效抑制肿瘤生长，且不会对小鼠造成显著的毒性。研究还揭示了Rd-TTPA诱导的细胞焦亡通路，即通过激活细胞焦亡相关的Caspase-1/GSDMD通路，进而促进了细胞膜孔的形成和炎症因子的释放。

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观点 ​

Rd-TTPA的设计基于增强型受体-供体（A-π-D1-D2）结构，这种结构有助于提高其在SDT中的ROS产生效率和NIR-II荧光成像能力。 ​

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在体外实验中，Rd-TTPA能够在超声激发下产生大量的O2，这一特性使其能够作为一种有效的SDT增强剂。 ​

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Rd-TTPA能够特异性地靶向肿瘤细胞的线粒体，这对于诱导细胞焦亡具有重要意义。 ​

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Rd-TTPA在低氧条件下仍能有效诱导细胞焦亡，这为治疗难以引入氧气的深部肿瘤提供了可能。 ​

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通过NIR-II荧光成像，Rd-TTPA能够在体内长时间滞留于肿瘤部位，这为SDT提供了精准的成像指导。在小鼠模型中，Rd-TTPA基于SDT的治疗方案显示出了显著的抗肿瘤效果，且不会对小鼠造成明显的毒性。 ​

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Rd-TTPA诱导的细胞焦亡是通过Caspase-1/GSDMD通路实现的，这一发现为细胞焦亡相关的治疗机制提供了新的见解。 ​

参考文献 ​

Wang, X.; Chi, W.; Wu, J.; Zou, J.; Yoo, J.; Hong, S.; Zhang, F.; Mao, Z.; Kim, J. S. A NIR-II Emissive Sonosensitized Biotuner for Pyroptosis-Enhanced Sonodynamic Therapy of Hypoxic Tumors. Biomaterials 2025, 315, 122969. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2024.122969.