近日，山西大学化学化工学院郭炜教授团队在肿瘤“光动力治疗”研究中取得新进展，研究以“Heavy Atom-Free, Mitochondria-Targeted, and ActivatablePhotosensitizers for Photodynamic Therapy with Real-Time In-Situ Therapeutic Monitoring”为题，发表在国际化学顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.,2022, DOI: 10.1002/anie.202201815。该论文的第一作者是山西大学青年教师苗俊峰，通讯作者为山西大学青年教师霍莹莹和郭炜教授。该研究得到国家自然科学基金面上项目和青年项目的支持。
光动力疗法是近年来快速发展并临床应用的一种新型癌症治疗手段，凭借富集在肿瘤部位的光敏剂，通过光照即可杀死癌细胞，去除肿瘤。然而，目前临床使用的光动力治疗光敏剂主要是卟啉及其衍生物，该类光敏剂单线态氧产生效率低、肿瘤靶向性差、氧浓度依赖性大，仅对少数几个癌症的治疗有效。尽管近年来利用“重原子效应”促进的系间窜越机制，各类包含重原子的光敏剂相继被报道，但重原子引起的短三线态寿命以及强细胞毒性在一定程度上阻碍了该类光敏剂的实际应用。
针对上述限制，山西大学化学化工学院郭炜教授团队基于“自旋轨道电荷转移型系间窜跃机制（SOCT-ISC）”，并利用癌细胞比正常细胞高表达“谷氨酰转肽酶（GGT）”以及线粒体氧含量明显高于其他亚细胞的特点，开发了无重原子、GGT可激活、线粒体靶向的光动力治疗光敏剂，克服了传统光敏剂肿瘤靶向性低、氧浓度依赖性大、暗毒性高、三线态寿命短的缺点，显著提高了肿瘤的光动力治疗效果，并有效地避免了对正常组织的光动力损伤。同时，基于光动力治疗诱导的“线粒体自噬”所引发的荧光“关-开”响应，实现了治疗过程的实时监控，避免了治疗不足或过度治疗引起的不良预后。