基于聚集诱导发射发光体 (AIEgens) 的光热疗法（PTT）已发展成为肿瘤消融的前沿研究领域。
然而，由于传统的AIEgens的光致发光（PL）和光热特性不协调，以及肿瘤细胞中高温诱导的抗凋亡反应，PTT仍然存在挑战，难以实现令人满意的治疗效果。
2024年12月12日，香港科技大学唐本忠院士和林荣业（Jacky W. Y. Lam）副教授、武汉大学王富安教授和Wenqian Yu在国际知名期刊Journal of the American Chemical Society发表题为《Engineering a Near-Infrared Spiro-Based Aggregation-Induced Emission Luminogen for DNAzyme-Sensitized Photothermal Therapy with High Efficiency and Accuracy》的研究论文，陈盈盈、阳生熠、Xinwen Ou为共同第一作者，唐本忠院士、林荣业副教授、王富安教授和Wenqian Yu为论文共同通讯作者。
唐本忠，香港科技大学张鉴泉理学教授、化学系与生物医学工程系讲座教授，华南理工大学-香港科技大学联合研究院院长，中国科学院院士，发展中国家科学院院士，亚太材料科学院院士，英国皇家化学会会士。
1982年于华南理工大学获学士学位，1985年、1988年先后获日本京都大学硕士、博士学位；曾在多伦多大学从事博士后研究工作。1994年加入香港科技大学。2021年加入香港中文大学（深圳）担任理工学院院长、校长学勤讲座教授。
唐本忠院士主要从事材料科学，高分子化学和生物医学诊疗等研究。在聚集诱导发光（Aggregation-Induced Emission, AIE）这一化学和材料前沿领域取得了原创性成果，是AIE概念的提出者和AIE研究的引领者。
唐本忠院士已发表学术论文2,000多篇，总引用超210,000次，H因子为202。在学术会议上作了500多场邀请报告，拥有100多项授权专利。
林荣业，香港科技大学化学系科研副教授。2003 年在香港科技大学获得博士学位，师从唐本忠院士。2003-2007 年在唐本忠院士课题组开展博士后研究，研究方向为具有线性和超支化结构及先进功能特性的新型聚合物。现为香港科技大学副教授。
王富安，武汉大学化学与分子科学学院教授。2003年本科毕业于郑州大学，2009年博士毕业于中国科学院长春应化所，期间2009-2014年在希伯来大学从事博士后研究，2014年加入武汉大学担任教授。
王富安教授主要从事生物传感分析、核酸纳米技术、生物医学材料等研究。致力于开发新型分析检测方法与探针、开发先进纳米技术与材料、建立智能医学诊疗材料与方法。在相关领域国际权威学术期刊发表论文180余篇。
在此，作者设计了一种近红外（NIR）spiro-AIEgen TTQ-SA，通过辅助脱氧核酶（DNAzyme）调节的肿瘤细胞敏化来增强PTT。
研究人员首次制备出具有独特分子结构和堆积方式的TTQ-SA，使其具有较强的AIE效应、良好的PL量子产率和良好的光热性能。
DNAzyme作为一种基因沉默工具，可以减轻PTT过程中的抗凋亡反应。作者通过将TTQ-SA和DNAzyme整合到叶酸修饰的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）聚合物中，所制备的纳米系统可以促进细胞凋亡并使肿瘤细胞对PTT敏感，从而最大限度地提高治疗效果。
通过结合基于spiro-AIEgen的PTT和基于DNAzyme的基因沉默，研究人员所设计的纳米系统显示出用于肿瘤靶向的有前景的近红外和光热成像能力，并表现出对原位乳腺癌的显著的细胞凋亡、抗肿瘤和抗转移效果。此外，在自发MMTV-PyMT转基因小鼠中实现了协同抗肿瘤作用。
这些发现为基于AIEgen的光热治疗诊断学和DNAzyme调节的肿瘤细胞致敏提供了新的见解，为临床研究中的协同基因沉默-PTT纳米平台铺平了道路。
图1：X射线晶体分析
图2：理论计算
图3：光物理性能
图4：肿瘤靶向和体外细胞毒性
图5：MCF-7荷瘤裸鼠的成像和抗肿瘤效果
图6：原位乳腺癌的抗肿瘤和抗转移效果
图7：自发性乳腺癌的治疗
综上，在这项研究中，作者设计了一种近红外螺环结构的聚集诱导发射荧光素（sprio-AIEgen TTQ-SA），通过辅助脱氧核酶（DNAzyme）调控的肿瘤细胞致敏，实现了高效准确的光热治疗（PTT）。
研究成果表明，该纳米系统在肿瘤靶向和光热成像方面展现出潜力，对乳腺癌模型具有显著的细胞凋亡、抗肿瘤和抗转移效果，为AIEgen基光热诊疗和DNAzyme调控的肿瘤细胞致敏提供了新的见解，为临床研究中的协同基因沉默-PTT纳米平台铺平了道路。
该研究提供了一种新的策略，通过结合光热治疗和基因沉默技术，增强了肿瘤治疗的效果，尤其是对乳腺癌的治疗。未来这种纳米系统有望成为一种新的临床治疗手段，特别是在提高光热治疗效果和减少肿瘤复发及转移方面具有潜在的应用价值。
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.