近日，我校化学与分子工程学院朱为宏院士、郭志前教授团队在化学发光研究领域方面取得重要研究进展。团队创新性地提出了“还原驱动化学发光”的设计新策略，构建了可实现还原物耗竭与氧化物生成“自维持级联接力”的纳米体系，通过高效诱导癌细胞内氧化还原失衡引发细胞凋亡。相关研究成果以“Sequential H2S-Triggered Redox Relay Nanoprobes for Self-Sustained Chem-Illuminating Cascade Photodynamic Therapy”为题在线发表于《德国应用化学》。
跳出传统框架：从“氧化触发”到“还原驱动”的范式转变。化学发光驱动的光动力治疗通过引发肿瘤组织内源性化学发光，原位驱动光敏剂产生单线态氧等活性氧进行治疗，为解决传统光动力治疗中“光穿透深度有限”与“选择性不足”的临床瓶颈提供了新思路。然而，现有体系普遍依赖肿瘤内源性氧化剂（如过氧化氢）作为化学能激发的“燃料”。这种机制在产生发光的同时，必须消耗细胞内大量的活性氧，这与光动力治疗“通过提升瘤内氧化应激水平来杀伤细胞”的核心目标存在本质矛盾，极大地限制了治疗效能。
双向放大失衡：高效诱导肿瘤细胞凋亡。研究团队跳出“氧化触发发光”的传统设计框架，巧妙利用肿瘤微环境中高表达的还原物——硫化氢作为驱动源，成功开发出新型化学发光光动力纳米探针NP-Rubine。通过精妙的程序化级联反应，实现了对肿瘤细胞氧化还原稳态的“双向夹击”，在消耗内源性H2S与NADPH的同时原位生成活性氧（图1）， 实现还原物触发发光与原位治疗。在结肠癌细胞（HCT116）中，利用其内源性H2S触发化学发光，通过共振能量转移将化学能传递给邻近光敏剂OPDEA-Ppa，并驱动单线态氧生成，同时触发的发光信号还可行实时反馈与精准成像。特别是探针引入的特异性N-氧化物基团，能够显著消耗胞内的还原性物质NADPH，剥夺肿瘤细胞的抗氧化清除能力。这种“一边精准增氧（ROS），一边极限断供（NADPH）”的还原型级联接力新策略（图1），能彻底破坏肿瘤细胞内部的氧化还原平衡，最终高效诱导癌细胞凋亡。
该研究成功实现了化学发光驱动的光动力治疗从“氧化触发”向“还原驱动”的根本性转变，所构建的自维持级联纳米诊疗平台，为复杂肿瘤微环境下的精准诊疗提供了全新研究范式。
图1.还原驱动型化学发光光动力纳米诊疗
该工作由华东理工大学化分子工程学院博士研究生杨婧和卢耀博士共同完成，通讯作者为张玉涛特聘副研究员和郭志前教授。工作得到了朱为宏院士、赵玉政教授的大力支持。该研究得到了材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心、国家重点研发计划专项、国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金支持。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.3027612