华南理工周城/冯光雪等Sci. Adv.:基于膜模拟共轭齐聚电解质的光激活分子机械疗法

B站影视 内地电影 2025-08-27 15:09 2

摘要:最近,华南理工大学周城教授,冯光雪教授与南洋理工大学GuillermoC. Bazan教授等在Science Advances期刊上发表了题为“Light-triggered Molecular Mechanotherapy of Tumor Using Me

最近,华南理工大学周城教授,冯光雪教授与南洋理工大学GuillermoC. Bazan教授等在Science Advances期刊上发表了题为“Light-triggered Molecular Mechanotherapy of Tumor Using Membrane-mimicking Conjugated Oligoelectrolytes”的研究工作。该研究提出了一种全新的治疗策略——基于膜模拟共轭齐聚电解质(COEs)的光激活分子机械疗法。这一新型治疗方法通过光照激活的COEs分子,利用机械力直接破坏癌细胞膜,诱导癌细胞死亡,从而有望突破传统治疗方法在耐药性方面的局限。

与传统的光动力疗法(PDT)和光热疗法(PTT)不同,这种新型疗法不依赖于反应性氧种(ROS)或热效应,而是通过光照引发的分子构象变化产生机械应力,从而对癌细胞膜施加破坏。研究表明,低剂量光照下,COEs分子能够显著降低A549肺癌细胞的半数抑制浓度(IC50)至0.6 μM,显示出强大的抗癌效果。通过进一步观察,研究人员发现光激活后的COEs分子能够诱导癌细胞膜破裂,并触发程序性细胞死亡(焦亡)。

图1. 光触发的膜嵌入和 BT 的膜破坏。

为了深入了解COEs在细胞膜中的作用机制,研究团队还进行了多项生物物理实验。通过脂质体模型,团队利用X射线衍射(XRD)技术观察了COEs分子在膜中的插入情况。结果显示,COEs分子能够有效嵌入脂质膜并在光照下会诱发膜的变化,甚至导致膜的塌陷,这一过程可以通过XRD数据中的衍射峰变化得到验证。通过这些实验,研究人员确认了COEs分子光激活后对细胞膜的物理破坏作用。

图2. 光触发的机械膜破坏的机制研究。

此外,研究团队还利用超快激光技术(超快吸收光谱)对COEs分子在膜中的动态过程进行了探测。通过超快吸收光谱(fs-TA),研究人员发现,在光照激活下,COEs分子的构象发生了迅速的变化,生成了新的激发态物种。这些变化与膜的物理破坏密切相关,进一步证明了COEs分子在光激活后能够通过机械方式破坏膜结构,而非依赖传统的光动力或光热效应。

图3.光激活BT的程序性细胞死亡和小鼠体内治疗效果。

实验中,研究团队还通过动物模型验证了这一疗法的抗肿瘤效果。在小鼠肿瘤模型中,光激活后的COEs分子能够显著抑制肿瘤生长,同时副作用较低,展现出较高的治疗选择性。该研究的成果为未来癌症治疗提供了新的可能,尤其是在精准靶向癌细胞治疗方面,COEs分子表现出巨大的潜力。

文章信息

Light- triggered molecular mechanotherapy of tumor using membrane-mimicking conjugated oligoelectrolytes. Peirong Zhou1†, Di Zhang2†, Yingying Meng11113111, Guillermo C. Bazan421

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来源:高分子科学前沿一点号1

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