跟大家分享一篇發(fā)表在Angew上的文章，文章題目是“Red Light-Mediated Photoredox Catalysis Enables Self-Reporting Nitric Oxide Release for Efficient Antibacterial Treatment”，本文的通訊作者是來自中國科學技術(shù)大學高分子科學與工程系的胡進明教授、劉世勇教授和肖石燕教授。他們的研究方向分別為環(huán)境響應性高分子的可控合成與超分子自組裝以及響應性高分子藥物與基因輸運和控釋載體，高分子合成化學和化學生物學，多尺度分子模擬等。本文開發(fā)了一種基于香豆素的NO供體，可以在鈀（II）四苯基四苯并卟啉（PdTPTBP）存在的條件下被紅光(630或700 nm)激活釋放NO。
一氧化氮 (NO) 是許多生理過程的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，也是一種有效的治療劑。由于高濃度 NO 具有毒性，NO 的局部遞送對于實現(xiàn)目標治療非常重要。因此研究者們開發(fā)了許多NO釋放分子（NORMs），但是經(jīng)常會存在NO自發(fā)釋放、半衰期短和藥代動力學差等問題。光誘導是一種具有時空精度的介導 NO 釋放的非侵入性工具，但目前許多光響應性NO釋放分子只能對紫外線 (UV) 或近紫外線可見光做出反應，并且具有低滲透性和高光毒性等問題。因此本文作者希望能夠開發(fā)具有高NO負載量低光毒性的photoNORMs。首先作者基于香豆素設計合成了三種NO供體CouN(NO)-R（R=NO2, H或OCH3），經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)CouN(NO)-NO在328nm處有最大吸光度，但在450 nm以上無明顯吸光度，在 365 nm 光照射下，能夠?qū)崿F(xiàn)光介導的 NO 釋放，證實了 CouN(NO)-R 衍生物的光響應性質(zhì)。接下來，作者篩選了光敏劑，發(fā)現(xiàn)在630nm的紅光照射下，CouN(NO)-NO2 (50 μM) 和 PdTPTBP (5 μM) 的混合物在 328 nm 處同時顯示吸光度降低，在 358 nm 處吸光度增加，并且630nm光照射后的吸收光譜與 CouN(H)-NO2 的吸收光譜非常吻合，意味著在630 nm 光照下釋放了NO，之后作者通過電子順磁共振（EPR）驗證了NO自由基的釋放。并通過 CouN(NO)-NO2 定量轉(zhuǎn)化為CouN(H)-NO2引起的吸光度變化計算NO 釋放量，發(fā)現(xiàn)在光照50min后NO 釋放量達到平臺期，以化學計量方式釋放 NO的光解量子產(chǎn)率為 8%。
之后作者又通過不同CouN(NO)-NO2劑量下PdTPTBP的光致發(fā)光實驗，證明激發(fā)的 PdTPTBP 可以通過能量或電子轉(zhuǎn)移過程被 CouN(NO)-NO2 淬滅，驗證了紅光觸發(fā)的NO釋放是由于PdTPTBP存在下CouN(NO)-NO2 的間接活化。作者還對其他光敏劑進行了驗證，發(fā)現(xiàn)無金屬的H2TPTBP也可以觸發(fā)光控NO釋放，盡管速度較慢，但其可以在700 nm光照射下實現(xiàn) NO 釋放，能夠進一步降低光毒性。由于前期的實驗都是在DMSO中進行，作者希望能夠?qū)⒃撓到y(tǒng)應用于純水介質(zhì)中，于是將二者共價結(jié)合到膠束納米粒子的核心中，進一步驗證了在水相中也可以實現(xiàn)PdTPTBP存在下紅光介導的NO釋放，并且隨著膠束核心內(nèi) CouN(H)-NO2 部分的產(chǎn)生，會導致熒光開啟。作者隨后還驗證了在銅綠假單胞菌生物膜擴散中的紅光觸發(fā)NO釋放，該膠束不僅可以分散銅綠假單胞菌生物膜，還可以在體外根除細菌病原體。在皮膚膿腫模型中，負載環(huán)丙沙星的NO釋放載體對于治療銅綠假單胞菌感染表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌性能并加速傷口愈合。
總而言之，本文作者開發(fā)了一種能夠在生物體系中應用的紅光激活的NO釋放系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)NO的局部遞送。
本文作者：Cheny
責任編輯：WQW
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202107155
文章引用：DOI：10.1002/ange.202107155
