一种用于肿瘤强化光热治疗的线粒体靶向噻唑烷基光热剂

具有近红外（NIR）吸收的有机小分子由于其固有的优点作为临床翻译的光电转换剂具有很大的前景。恰好基于花青染料的探针表现出强的近红外吸收和有效的光热转换，代表了一类用于光热治疗（PTT）的新型光热剂（PA），并考虑到线粒体（Mito）的热敏感性，在Wangqing Bia等人^[1]的工作中设计并制备了一种基于噻唑橙母体单元的线粒体靶向有机小分子（Mito BWQ），该分子可以在外源激光照射下通过病变中产生的高热有效杀死肿瘤细胞。

实验中构建了一个基于噻唑橙OSPAs的新的发蓝染料家族如图1所示，称为Mito BWQ，具有吸收近红外并有效地将光转化为热的大π共轭系统。此外，烷基溴基团可以很容易地被三苯基鏻官能化，以实现靶向线粒体的损伤，并诱导细胞坏死伴高热。

图1 线粒体靶向噻唑橙（Mito BWQ）的荧光成像和增强光热治疗示意图

为了研究Mito BWQ在细胞中的光热转化，使用红外热像仪监测负载Mito BWQ-MCF-7细胞的温度变化（图2a）在600 nm 1.5 W/cm²的NIR照射下。辐照部位的局部温度随着Mito BWQ浓度的增加而增强（图2b-c）。特别是，当负载的Mito BWQ浓度达到50 ug/ml时，它导致MCF-7细胞的温度迅速升高21◦C，而在没有水户BWQ的情况下，这种变化可以忽略不计。结果表明，Mito-BWQ在近红外照射下具有提高细胞温度的作用。接下来，我们测试了基于mito - bwq的热疗是否足以诱导细胞死亡。

图2 细胞内Mito-BWQ光热转换效率 (a)近红外激光照射后，MCF-7细胞在装有Mito-BWQ的delta T培养皿中的示意图，红色圆圈表示激光照射的区域，利用红外热像仪监测局部温度变化。(b)热疗加热曲线。(c)不同浓度(0、12、50 ug/ml)下MCF-7细胞培养基的红外热像图。

在体外试验中，当细胞与Mito BWQ孵育并暴露于激光照射时，观察到细胞毒性。体内PTT也显示Mito BWQ具有显著的抑瘤作用。因此，这项研究为创建基于噻唑橙的PTT制剂提供了一个重要的起点，并促进了基于PAs的抗癌研究和治疗领域的进一步进展。在一系列体外和体内试验中，Mito BWQ显示出高PCE、光诱导的细胞毒性、良好的生物相容性、令人钦佩的荧光成像能力和肿瘤生长抑制能力，这将是PTT的良好选择。

[1] Wangqing Bian, Zhenxing Pan, Yakun Wang, Wei Long, Zefeng Chen, Niping Chen, Yaoxun Zeng, Jiongpeng Yuan, Xujie Liu, Yu-Jing Lu, Yan He, Kun Zhang, A mitochondria-targeted thiazoleorange-based photothermal agent for enhanced photothermal therapy for tumors, Bioorganic Chemistry, Volume 113, 2021, 104954.