近日，国家儿童医学中心（上海）、上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心医学院附属上海儿童医学中心烧伤整复外科朱世辉教授团队联合复旦大学高分子科学系朱亮亮教授以及杨武利教授团队结合材料和临床学科优势，发现了一种通过光敏剂诱导细胞焦亡（光焦亡）的通用分子结构设计策略，在该策略的指导下发现了一种仅需10秒（0.4 J/cm2）光照即可实现细胞焦亡的高效光敏剂（焦亡指数100%），并实现高肿瘤抑制效率的免疫治疗。相关研究成果以题为“A General Molecular Structural Design for Highly Efficient Photopyroptosis that can be Activated within 10 s Irradiation（一种高效光焦亡的通用分子结构设计：10秒激活）” 在线发表于国际权威材料期刊《Advanced Materials》（IF=29.4）。

在该项研究中，研究人员利用光敏剂强烈靶向线粒体，通过最大限度地提高特定位点活性氧的生成从而诱导细胞焦亡。因此，光敏剂通过强静电相互作用具有足够的线粒体靶向能力是诱导高效细胞焦亡的关键因素。

图释研究概要：a）工作中呈现的典型光敏剂的化学结构；

b) 制备高效光焦亡光敏剂的分子结构设计原理；

c)通过ROS-Caspase-3-GSDME途径介导光焦亡的具体途径的图示；

d) 3D图显示光敏剂1d与其他相关工作中试剂的试剂浓度、激发波长和光剂量的综合比较；、（e和f) 光焦亡能力增强抗肿瘤免疫力。

研究人员在该策略的指导下，合成了一系列光敏剂。通过体外ATP模型模拟光敏剂与线粒体的结合，确认了线粒体靶向能力和细胞焦亡的相关性。结果表明，与ATP模型的结合常数大于10-5M-1的光敏剂可以实现光焦亡。通过详细研究代表性光敏剂1d的光焦亡过程，研究人员发现光敏剂可以特异性地靶向细胞的线粒体，通过释放活性氧破坏线粒体，并且可以实现caspase-3 /GSDME 介导的多种细胞焦亡。在1d诱导细胞焦亡光剂量的探究中，研究者发现仅需光照10秒（40 mW/cm2）即可实现光焦亡，焦亡指数高达100%。最后通过转录组分析和活体肿瘤模型，进一步证实了1d的体内肿瘤抑制和抗肿瘤免疫响应。

该研究为光焦亡光敏剂的设计和开发提供了指导性思路，从细胞焦亡的角度深化了对于 PDT（尤其是针对线粒体的 PDT）的理解，也为开发最先进的 PDT提供了重要参考价值。

作者信息：

上海儿童医学中心烧伤整复外科朱世辉教授、复旦大学高分子系朱亮亮教授以及杨武利教授为该文章通讯作者，博士后刘青松，博士生姚先先、周璐璐为共同第一作者。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202401145