AM/ACS Nano/AS | 6篇！唐本忠等团队开发的光敏剂可治疗肥胖
快速的经济发展和丰富的粮食供应导致了全球人口超重和肥胖的增加。超重是指体重指数（BMI）超过25的成年人，而肥胖是指BMI超过30的人。根据世界卫生组织的数据，2017年有400多万人死于超重，2025年将有约1.67亿人严重肥胖。这一激增的公共卫生问题增加了各种严重疾病的风险，包括II型糖尿病、中风、心肌梗死、脂肪肝和某些类型的癌症。
2023年5月31日，香港科技大学唐本忠、Ryan T. K. Kwok及深圳大学王东共同通讯在ACS Nano（IF=18）在线发表题为 “Adipocyte-Targeting Type I AIE Photosensitizer for Obesity Treatment via Photodynamic Lipid Peroxidation” 的论文，该研究报道了脂肪细胞靶向I型AIE光敏剂，用于通过光动力学脂质过氧化治疗肥胖。
肥胖与体内脂肪过度生长和积聚有关，包括增生（脂肪细胞数量增加）和肥大（脂肪细胞大小增大）。营养过剩和遗传是影响脂肪细胞生长机制的两个主要因素，主要是通过肥大途径。在这一途径中，过量的营养物质以甘油三酯的形式储存在脂肪细胞内的脂滴中，脂肪细胞的大小比脂滴大。脂肪细胞的这种尺寸膨胀导致脂肪组织从血管中获得的氧气减少，导致组织缺氧。现有的肥胖治疗方法包括限制饮食习惯和生活方式，以及通过减肥药物和减肥手术抑制营养摄入。然而，由于在改善生活方式方面的持续努力、伴随着药物毒性的剂量控制、术后并发症风险高的减肥手术等，治疗效率受到很大限制。这些方法要么严重需要自我管理，要么对人体产生副作用。因此，迫切需要探索一种有效、安全的治疗方法来对抗肥胖。
近年来，具有聚集诱导发射特性的发光原（AIEgens）已成为有用的荧光成像剂和光敏剂。由于分子内运动的限制，它们在溶解态表现出弱发射，但在聚集态表现出强发射，这使它们成为细胞器成像的理想选择。AIEgens具有光物理性质，包括高光稳定性、良好的生物相容性和高信号背景比。具有疏水性质的AIEgens可以在没有特定功能部分的情况下直接靶向脂滴。此外，AIE制剂作为光敏剂在进行光动力治疗（PDT）方面表现出了良好的前景，PDT涉及产生活性氧物种（ROS）以消除病原体和癌症细胞。
当暴露在光下时，AIE光敏剂被激发到其单线态激发态，部分光子能量经历系统间交叉，然后将其转化为附近的氧物种。由于能量传递，获得的能量的氧物种是高度反应性的。ROS的产生可分为I型或II型，这取决于光化学或光物理途径的反应机制。过氧化氢、超氧化物和羟基自由基是由I型途径产生的ROS的例子，而单线态氧由II型途径产生。光敏剂的选择对于确定PDT中产生的ROS的类型至关重要。I型光敏剂在氧气供应有限的环境中有效工作，这对于缺氧的PDT治疗是可取的，尤其是对于毛细血管密度较低、血管内皮生长因子较低的肥胖脂肪组织，这会产生缺氧样条件。
文章模式图（图源自ACS Nano ）
在此，研究者报道了利用两种具有强I型PDT能力的红色/近红外AIEgens（TTMN和MeTTMN）选择性靶向分化的脂肪细胞，并通过光动力脂质过氧化治疗肥胖。MeTTMN的扩展供体-受体结构导致长波长吸收和荧光发射，这有利于深部组织成像和PDT，具有较少的光散射效应和较少的自发荧光信号影响。在体外研究中，3T3-L1细胞通过改良方案分化为成熟脂肪细胞，因为它是一种广泛应用的脂肪细胞分化细胞模型，用于研究肥胖的代谢机制和脂肪生成的分子机制。与那些具有越来越小的脂滴的未分化细胞相比，所研究的AIEgens优先定位并积累在成熟3T3-L1脂肪细胞中较大尺寸的脂滴中。
在白光照射下，MeTTMN通过I型反应途径被光敏化，产生高活性的羟基自由基，通过光动力脂质过氧化有效清除成熟的3T3-L1脂肪细胞。由于MeTTMN在3T3-L1前脂肪细胞中的浓度较低，它对这些未成熟脂肪细胞的毒性可以忽略不计。此外，研究者证实，MeTTMN产生的ROS可以在脂肪细胞的大脂滴内引发脂质过氧化的链式反应，诱导类似铁死亡程序性细胞死亡过程，并实现成熟脂肪细胞死亡。这项工作为开发具有有效ROS生成的I型AIE光敏剂提供了有价值的结果，以及通过图像引导的PDT作为有效且相对安全的肥胖治疗的潜力。
