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Precision Phototherapy Enabled by Decoding Complex Microenvironments
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AI
DOI：10.1021/acs.accounts.5c00488.png)
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摘要
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概览 病理部位复杂且动态的微环境，包括感染、肿瘤和中枢神经系统疾病等，由于存在铁代谢紊乱、局部酸性环境、生物膜屏障和热适应性等特征，对传统疗法构成了严峻挑战。利用这些微环境信号设计光激活、微环境响应的疗法平台，为精准、时空可控的治疗提供了有前景的策略。营养免疫通过限制铁的可用性来抑制病原体增殖，而细菌则部署特殊的铁载体介导的摄取系统来规避这一限制。通过利用这一弱点，“特洛伊木马”纳米平台（如多功能纳米复合材料Ga-CT@P）可以劫持细菌的铁摄取途径，诱导铁饥饿并发挥强大的抗菌作用。DFT计算表明，Ga3+与肠杆菌素结合比Fe3+更强、更均匀，形成稳定的、氧化还原惰性的复合物，从而误导细菌的转运系统。除金属离子干扰外，酸响应的光动力疗法（PDT）可在感染部位实现时空精确激活，同时最小化非靶向毒性。我们开发的DHTPA（一种pH响应的AIE光敏剂）在弱酸性条件下能够特异性地产生大量活性氧（ROS），增强了杀菌效果。该平台对耐药病原体显示出显著的抗菌效果，并有效促进了体内伤口愈合，展示了病灶特异性的“按需”PDT的潜力。为应对生物膜屏障，外膜囊泡（OMV）伪装的纳米伪装者协同整合光热加热、离子干扰和ROS生成，以破坏生物膜并诱导病原体的代谢崩溃。同时，外膜囊泡包被的纳米伪装者利用细菌的黏附途径进行靶向递送，实现光子对病原体代谢的破坏。在热敏感微环境中，热休克蛋白介导的热耐受性限制了光热疗法（PTT），我们开发了使用近红外II区AIEgens（PM331@F127）的双激光PTT策略，以实现精确的、分步的热调控。该策略在高温下快速抑制热耐受机制，同时维持适度的热消融，在最大化疗效的同时减少副作用损伤。在高屏障系统（如中枢神经系统）中，穿越血脑屏障（BBB）对有效的光疗法至关重要。我们设计了DK@RA-PEG（一种功能化RVG肽和核酸适配体的近红外II区光敏剂平台），以实现BBB穿透、病毒特异性靶向以及近红外光下ROS介导的病毒清除。该方法在体内有效治疗狂犬病毒感染，同时保持神经相容性。综合来看，这些进展建立了一个多功能框架，用于微环境响应、光控疗法，解码并利用病变组织内的生物化学和物理特征，实现超越传统方法的时空精度。通过整合化学信号调控、智能分子设计和生理屏障穿透，这些平台为复杂疾病背景下智能、个性化的光疗法开辟了道路。
AI总结
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