近日，bw必威西汉姆联/环境医学工程教育部重点实验室王进教授课题组在国际顶级学术期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上在线发表了题为《Photogenerated Radical Amplified D-A-D Metal-Covalent Organic Frameworks for Highly Efficient Photodynamic Tumor Therapy》的最新研究成果。该研究成功设计了一种三组分D-A-D型金属共价有机框架（MCOFs）（CuTD-COF）材料。与双组分D-A型材料CuT-COF相比，CuTD-COF具备更窄的带隙、更长的激发态寿命和更强的光捕获能力，从而显著增强光自由基效应。机理研究表明，D-A-D结构通过多路径电子转移促进层内电荷传输，降低激子结合能，加速载流子分离并抑制其复合，进而有效提升ROS产率。实验与理论计算共同证实，该类D-A-D型MCOFs在能带结构和氧吸附能力方面具有显著优势，展现出优异的体外光动力杀伤效果和体内抗肿瘤性能，为发展新型肿瘤光疗策略提供了新思路。
本研究通过多层面实验系统阐明了CuTD-COF在光动力治疗结肠癌中的作用机制。机理研究表明，其D-A-D结构可同时激活I型与II型光动力通路，显著增强材料的纳米动力学性能及肿瘤杀伤能力。在细胞层面，转录组测序分析显示，CuTD-COF处理能通过调控ROS信号通路与代谢重编程协同诱导癌细胞凋亡。具体表现为p53、MAPK等关键信号通路的显著富集，以及线粒体相关基因的异常表达，证实线粒体功能障碍是光动力引发细胞死亡的重要环节。在动物模型中，CuTD-COF联合激光照射在HCT116荷瘤小鼠体内展现出显著抑瘤效果，且未引起体重变化或主要器官病理损伤，表明其具有良好的生物安全性和临床应用潜力。该研究从分子机制到体内疗效为CuTD-COF的光动力抗肿瘤作用提供了系统完整的多层次证据支持，为开发新一代精准光疗纳米药物奠定了理论与技术基础。
bw必威西汉姆联助理研究员董鹏飞为论文第一作者。必威betway西汉姆青年首席教授、环境医学工程教育部重点实验室副主任王进教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金，国家资助博士后计划和江苏省卓越博士后计划等项目的资助。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202520867