光遺傳學(xué)是一項利用光敏蛋白實現(xiàn)對細胞功能的高時空精度控制的革命性技術(shù)，為疾病治療開辟了一條新的途徑。然而，目前光遺傳學(xué)在癌癥治療中的應(yīng)用仍較為有限。有鑒于此，南洋理工大學(xué)趙彥利教授開發(fā)了一種將光遺傳學(xué)與離子治療協(xié)同結(jié)合的遠程控制光遺傳癌癥治療策略，其包括離子自供應(yīng)、原位離子通道構(gòu)建和近紅外（NIR）光激活的離子治療，可在深層組織和活體動物中實現(xiàn)遠程、無創(chuàng)的細胞活動調(diào)控。
本文要點：
（1）實驗合成了水分散上轉(zhuǎn)換納米顆粒(UCNP)-金屬-有機框架（MOF）納米雜化體，其能夠有效地將質(zhì)粒DNA遞送到癌細胞，以實現(xiàn)光激活陽離子通道的原位表達。對pH響應(yīng)的MOF組件可作為金屬陽離子的儲存器，這些離子在腫瘤酸性微環(huán)境中會被釋放；而UCNP組件則能夠作為遠程控制的換能器，其可將近紅外（NIR）光轉(zhuǎn)換為可見光，以激活陽離子通道，導(dǎo)致釋放的金屬陽離子實現(xiàn)癌癥內(nèi)流，進行離子治療。
（2）實驗結(jié)果表明，該遠程控制的癌癥光遺傳治療策略能夠在多種腫瘤模型中表現(xiàn)出良好的有效性，包括皮下結(jié)腸腫瘤、皮下乳腺腫瘤和原位乳腺腫瘤等。綜上所述，該研究能夠為推進光遺傳技術(shù)在臨床癌癥治療中的應(yīng)用提供新的見解。
Xiaokai Chen. et al. Upconversion Nanoparticle-Anchored Metal?Organic Framework Nanostructures for Remote-Controlled Cancer Optogenetic Therapy. Journal of the American Chemical Society. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c11196
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c11196
