光遺傳學是一項利用光敏蛋白實現對細胞功能的高時空精度控制的革命性技術，為疾病治療開辟了一條新的途徑。然而，目前光遺傳學在癌癥治療中的應用仍較為有限。有鑒于此，南洋理工大學趙彥利教授開發了一種將光遺傳學與離子治療協同結合的遠程控制光遺傳癌癥治療策略，其包括離子自供應、原位離子通道構建和近紅外（NIR）光激活的離子治療，可在深層組織和活體動物中實現遠程、無創的細胞活動調控。
本文要點：
（1）實驗合成了水分散上轉換納米顆粒(UCNP)-金屬-有機框架（MOF）納米雜化體，其能夠有效地將質粒DNA遞送到癌細胞，以實現光激活陽離子通道的原位表達。對pH響應的MOF組件可作為金屬陽離子的儲存器，這些離子在腫瘤酸性微環境中會被釋放；而UCNP組件則能夠作為遠程控制的換能器，其可將近紅外（NIR）光轉換為可見光，以激活陽離子通道，導致釋放的金屬陽離子實現癌癥內流，進行離子治療。
（2）實驗結果表明，該遠程控制的癌癥光遺傳治療策略能夠在多種腫瘤模型中表現出良好的有效性，包括皮下結腸腫瘤、皮下乳腺腫瘤和原位乳腺腫瘤等。綜上所述，該研究能夠為推進光遺傳技術在臨床癌癥治療中的應用提供新的見解。
Xiaokai Chen. et al. Upconversion Nanoparticle-Anchored Metal?Organic Framework Nanostructures for Remote-Controlled Cancer Optogenetic Therapy. Journal of the American Chemical Society. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c11196
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c11196
