光動力療法(PDT)是一種利用發光能量激活物質，透過化學反應選擇性地冶癒腫瘤的方法。通常採取利用光照產生活性氧來攻擊癌細胞的機制。然而，這種方法還存在難以誘導細胞程式設計性細胞死亡、腫瘤組織的低氧域冶癒效果差等課題。對此，東京大學生產技術研究所的助教村田慧、教授石井和之、副教授池内與志穗等人組成的研究團隊，提出了一種新的光動力療法，利用易穿透生物體的紅光(波長650nm以上)釋放藥物(反應性強的自由基和醛等)。
圖1 基於紅色奈秒脈衝雷射釋放藥物的光照冶癒新原理
在這項研究中，所引入的烷基爲甲基或丁基。圖中所示的分子結構中，略去了酞青素環上的取代基。（提供：東京大學生產技術研究所）
作爲一種新的感光物質，研究團隊將吸收紅光的酞青素與具有烷基的有機金屬錯合物相配合開發出了有機金屬酞青（使用的金屬爲銠Rh）。光源使用了在極短時間内（約10-8s）具有極高峰值強度的特殊光——紅色奈秒脈衝雷射。
研究團隊發現，這種有機金屬酞青在室内光下穩定，但在紅色奈秒脈衝雷射的照射下能與各種生物分子發生反應，並能釋放出誘導程式性細胞死亡的烷基自由基和醛等藥物。
該反應中有機金屬酞青在極短時間内吸收兩個光量子(雙光子吸收)後發生金屬-碳鍵斷裂。研究團隊調查了有機金屬酞青對人腫瘤細胞株HeLa細胞的毒性後發現，在特定濃度下經過光照會產生殺死細胞的效應。進一步分析細胞死亡模式後，發現烷基自由基或醛的光釋放對細胞死亡有貢獻。
村田助教表示：「該系統可用於導入各種藥物，不僅能作爲新的光動力療法加以運用，還可以期待成爲藥物運送系統。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Chemical Communications
論文：Two-Photon, Red Light Uncaging of Alkyl Radicals from Organorhodium(III) Phthalocyanine Complexes
URL：pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/cc/d2cc03672j
