由德克萨斯大学阿灵顿分校的物理系陈伟教授领导的一个国际团队在高影响力的国际期刊BioactiveMaterials（影响因子14.59）上发表了一篇基于聚集诱导发光体的突破性的微波光动力癌症疗法(MIPDT)方法。陈伟教授实验室的博士生NilKanathaPandey是题为“用于高效微波诱导光动力癌症治疗的聚集诱导发光体”论文的第一作者。该研究由美国德州大学物理系的陈伟教授与华南理工大学化学与化学工程教授汪凌云领导的国际团队共同合作完成。光动力治疗将光敏剂在肿瘤部位与光相互作用产生活性氧来杀死癌细胞。研究人员认为光动力（PDT）是一种很有前途的癌症治疗方法，因为它具有微创性和低副作用，从而对癌细胞具有很强的杀伤力。“在人体组织中，光穿透的深度是有限的，”陈伟教授说。“对于位于器官或肌肉深处的癌症，PDT效果较差，因为我们无法将光传送到肿瘤部位。”PDT中使用的常规光敏剂也依赖于氧气，而在肿瘤往往是缺氧的。因此，在缺氧环境下，PDT的功效显着降低。但是另一种称为热消融的肿瘤治疗方法提供了一种克服传统PDT困难的途径。热消融被认为是联合癌症治疗中最有效的治疗方法之一，因为它可以提高肿瘤对光动力、化学疗法、免疫疗法或放射疗法的敏感性。在热消融过程中，组织通过微波技术加热，导致血管扩张，从而增加血流量。由于血液中的血红蛋白含有氧气，热量会增加氧气量，从而提高治疗效果。在研究中，该合作团队采用微波技术来激活一种特殊类型的光敏分子，称为聚集诱导发光体（AIEgens）。经过研究，陈伟教授和他的研究人员发现，用微波和AIEgens作用可以有效产生活性氧从而有效杀死癌细胞。“微波诱导的光动力（MIPDT）是我们首先研发的一种新的癌症治疗方法，与传统的光动力疗法PDT相比具有许多优势，”陈伟教授说，“例如操作简单、更快的消融时间和可忽略的副作用，最突出的是微波的穿透性好，可以用于深部癌症的治疗。”微波诱导光动力方法可以单独使用，也可以与其他癌症治疗方法（如手术、化学疗法、免疫疗法或放射疗法）结合使用。陈伟教授的团队认为，其研究结果不仅解决了传统PDT的穿透问题，还可以与微波消融结合减少微波的剂量或辐照时间从而减少微波辐射而引起的副作用。AIEgens是一种新型材料（见图1），它具有与传统光敏剂相反而有趣现象——高浓度的聚集会抑制传统光敏剂的发光和活性氧(ROS)的产生。然而，对于AIEgens，高浓度的聚集不仅不淬灭而且会增强发光和ROS的产生。这将为发光成像与光动力治疗的结合提供了方便。这是第一个有关基于AIEgens微波诱导光动力癌症治疗的工作。陈教授说我们的发现将为AIEgens的应用打开一扇新的大门。图1：代表性聚合发光体的扫描电镜成像(a-c)TPEPy-I粉体样品,(d-f)TPEPy-PF6粉体样品,(g-i)TPEPy-I里加了90%的水,and(j-l)TPEPy-PF6里加了90%的水.汪凌云教授说，“AIEgens和微波技术的结合发展出更有效的癌症治疗方法有望可以治疗传统方法难以触及的肿瘤。”“这一发现将有利于世界各地科学家探索和开发光动力的更大潜力”汪凌云教授说。“我们的主要目标是让光动力的癌症治疗更有效且便于病人的使用。”该论文的第一作者NilKanathaPandey说：“即使在低浓度的纳米聚集体和低功率的微波下，这些纳米聚集体对于产生ROS和杀死癌细胞也非常有效，这将降低对正常细胞的毒性。”他进一步补充说：“我有兴趣在临床试验中看到这项工作的实施；然而，在进入临床试验之前，还需要更多的基础研究。”“如果没有陈伟教授的不懈努力，这项工作是不可能实现的。这些AIEgens只有在形成致密的纳米聚集体时才能产生ROS。图2上边为活性氧ROS形成示意图，下边为AIEgen介导的微波诱导光动力治疗癌症示意图。

图2：上边为活性氧ROS形成示意图，下边为AIEgen介导的微波诱导光动力治疗癌症示意图。

研究人员进行了多项研究，以确认这些纳米聚集体可以产生ROS。图3表明，当这些纳米聚集体受到微波刺激时，与其相应的对照相比，可以产生大量的活性氧ROS，从而可以很好杀死癌细胞。图3：使用DCFH-DA染色染料检测细胞内活性氧ROS的研究。绿色荧光强度的增强表明ROS在细胞里的产生增加。研究人员还进行了MTT和活/死检测，以证明微波诱导的毒性。MTT结果表明，这些AIEgens和微波辐射的作用可以有效杀死癌细胞，平均IC-50值分别为2.73和3.22μM。活/死细胞活力测定的结果如图4所示，这表明纳米聚集体和微波的结合对癌细胞有很大的杀伤力。图4：实验证明纳米聚集发光体和微波的结合对癌细胞有强大的杀伤力通讯作者：华南理工大学汪凌云教授和美国德克萨斯大学陈伟教授这一工作在国际权威生物材料刊物《Bioactivematerial》(IF=14.59,中科院一区)：NilKanathaPandey,WeiXiong,LingyunWang,WeiChen,BrianBui,JianYang,EricAmador,MingliChen,ChristinaXing,AseemAtulAthavale,YaowuHao,WiryaFeizi,LloydLumata,Aggregation-inducedemissionluminogensforhighlyeffectivemicrowavedynamictherapy,BioactiveMaterials,online3June


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