近期，公司冯福德课题组与中国科学院化学所王树研究员合作开发了一种GSH−H2O2协同响应的小分子光敏剂，并对其细胞内协同激活光动力治疗进行了应用研究。该成果以“GSH and H2O2 Co-Activatable Mitochondria-Targeted Photodynamic Therapy under Normoxia and Hypoxia”为题近期在线发表在德国应用化学杂志上（Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202003895），并被选为VIP论文。
基于肿瘤微环境设计可激活型的光敏剂（aPS）是近年来光动力治疗（PDT）研究领域的热点之一。多种内源性刺激因子协同参与光敏剂激活，在增强PDT过程的可控性和安全性方面具有重要应用价值。本研究根据还原型谷胱甘肽（GSH）和过氧化氢（H2O2）两种刺激因子在肿瘤细胞内的异常状态，设计了首个GSH−H2O2协同响应的线粒体靶向性aPS。如图1所示，mitoaPS含有苯并噻二唑母核结构，邻位硝基和烷硫基在特殊的GSH−H2O2氧化还原环境中经历自由基参与的一系列化学反应过程，激活双型（I型和II型）光动力反应，产生大量超氧负离子自由基和单线态氧等活性氧物种。mitoaPS具有很低的暗毒性，但在常氧、乏氧以及双光子激发等条件下都能产生显著的PDT功效。
图1. （a）以NO2ArSH为分子原型的GSH−H2O2协同转化机制；（b）GSH−H2O2协同激活的PDT过程；（c）共聚焦显微镜下实时观察PDT效果。
巯基自由基参与的化学机制研究是在该课题组前期H2S−H2O2交互响应荧光探针（MRP，mutually responsive probe）研究工作基础上开展的（Chem. Eur. J., 2019, 25, 9164−9169）。这一类型探针荧光背景极低，在结合线粒体靶向性和跨键能量转移（TBET）响应机制的分子设计后，被用于探测含有H2S和H2O2的特殊氧化还原微环境（图2）。
图2. H2S−H2O2参与的MRP把手片段自由基转化过程。
论文的第一作者为公司的助理研究员孙剑博士（伟德源自英国始于19462018年博士毕业生）。冯福德教授、王树研究员为该论文的共同通讯作者。bv1946伟德官网郭子建院士、美国辛辛那提大学医学院刁佳杰教授给予了重要指导。该研究工作得到了国家重点研发计划等项目的资助。