光动力疗法(PDT)是一种利用光能激活物质，通过化学反应选择性地治疗肿瘤的方法。通常采取利用光照产生活性氧来攻击癌细胞的机制。然而，这种方法还存在难以诱导细胞编程性细胞死亡、肿瘤组织的低氧域治疗效果差等课题。对此，东京大学生产技术研究所的助教村田慧、教授石井和之、副教授池内与志穗等人组成的研究团队，提出了一种新的光动力疗法，利用易穿透生物体的红光(波长650nm以上)释放药物(反应性强的自由基和醛等)。
图1 基于红色纳秒脉冲激光释放药物的光照治疗新原理
在这项研究中，所引入的烷基为甲基或丁基。图中所示的分子结构中，略去了酞菁环上的取代基。（提供：东京大学生产技术研究所）
作为一种新的感光物质，研究团队将吸收红光的酞菁与具有烷基的有机金属络合物相配合开发出了有机金属酞菁（使用的金属为铑Rh）。光源使用了在极短时间内（约10-8s）具有极高峰值强度的特殊光——红色纳秒脉冲激光。
研究团队发现，这种有机金属酞菁在室内光下稳定，但在红色纳秒脉冲激光的照射下能与各种生物分子发生反应，并能释放出诱导细胞凋亡的烷基自由基和醛等药物。
该反应中有机金属酞菁在极短时间内吸收两个光子(双光子吸收)后发生金属-碳键断裂。研究团队调查了有机金属酞菁对人肿瘤细胞株HeLa细胞的毒性后发现，在特定浓度下经过光照会产生杀死细胞的效应。进一步分析细胞死亡模式后，发现烷基自由基或醛的光释放对细胞死亡有贡献。
村田助教表示：“该系统可用于导入各种药物，不仅能作为新的光动力疗法加以运用，还可以期待成为药物输送系统。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Chemical Communications
论文：Two-Photon, Red Light Uncaging of Alkyl Radicals from Organorhodium(III) Phthalocyanine Complexes
URL：pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/cc/d2cc03672j
