唐本忠院士/胡连瑞/张天富Cell Biomaterials：上转换增强可见光吸收光热剂，实现1064nm驱动光热/NO联合治疗

与第二近红外光区（NIR-II）相比，可见光响应型光热剂（PTAs）的光穿透深度有限，极大限制了其在深层组织光热治疗（PTT）中的应用。同时，目前构建NIR-II PTAs的方法通常面临合成路线复杂、结构类型单一等问题。

为此，香港科技大学唐本忠院士团队联合华东师范大学胡连瑞研究员、广州医科大学张天富教授，提出了一种创新性的NIR-II光热剂构建策略：通过将一步合成的可见光激发型光热剂与上转换纳米粒子（UCNPs）相结合，为可见光激发型光热剂的体内应用开辟了新途径。进一步地，研究团队将该复合NIR-II光热剂与热敏型一氧化氮（NO）前药结合，构建了一个1064 nm激光驱动的光热/NO协同治疗平台。得益于该设计，体内外实验均证实该体系在肿瘤治疗中展现出显著的协同抗肿瘤效果。相关研究以“Upconversion boosts visible-light-absorbing photothermal agent for 1064-nm-driven photothermal/NO therapy”为题发表在Cell Biomaterials上，论文的第一作者为香港科技大学博士后陈欣梦、华中科技大学附属同济医院的吕梦研究员和华南师范大学的刘佳琳。

本文报道了一种罕见的、无需催化剂的一锅法反应体系，即[2+2]环加成–逆电环化/[4+2]氰基狄尔斯–阿尔德反应，该反应可高效生成具有独特三环桥结构的可见光吸收型光热剂。为实现520 nm吸收型光热剂在深层组织治疗中的潜力，我们将其与上转换纳米粒子（UCNPs）结合，构建了复合材料（UPTA），其中UCNPs作为NIR-II到可见光的能量转换器，用于激发PTAs。在此基础上，团队进一步将UPTA与热敏型一氧化氮（NO）前药共同封装于水凝胶中，形成气体/光热复合纳米体系（UPTA/SNP@H）。在1064 nm激光照射下，该体系能够有效释放NO并实现显著的光热效应，从而在体内外实验中有效抑制4T1乳腺癌的生长。协同的NO/光热治疗通过诱导细胞凋亡，显著提升了乳腺癌治疗效果，并表现出良好的抑制癌症肺转移作用。

图1. 材料制备和肿瘤治疗示意图

图2. 可见光PTAs的合成及520 nm激发的光热性能

图3. UPTA的构建及1064 nm激发的光热效应

图4. UPTA/SNP@H的制备及1064 nm激发的光热效应

图5. UPTA/SNP@H介导的光热治疗体外细胞毒性

图6. UPTA/SNP@H的体内抗肿瘤疗效

图7. 抑制癌症肺转移

综上所述，该研究成功构建了一种用于原位乳腺癌治疗的协同NIR-II气体/光热治疗体系（UPTA/SNP@H）。本工作不仅提出了一种简便高效的光热剂分子结构设计与合成策略，还通过上转换机制实现了可见光吸收型PTAs向NIR-II治疗剂的拓展，丰富了光热剂材料体系，为多样化的深层组织治疗提供了新思路。