Engineering Metal–Organic Framework Hybrid AIEgens with Tumor-Activated Accumulation and Emission for the Image-Guided GSH Depletion ROS Therapy

活性氧 荧光 材料科学 聚集诱导发射 纳米技术 金属有机骨架 癌症研究 细胞生物学 化学 医学 光学 有机化学 生物 物理 吸附
作者
Mingjie Dong,Weiqun Li,Qin Xiang,Yan Tan,Xiaotong Xing,Chaoxiong Wu,Haifeng Dong,Xueji Zhang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (26): 29599-29612 被引量:32
标识
DOI:10.1021/acsami.2c05860
摘要

Aggregation-induced emission (AIE)-active luminogens (AIEgens) have demonstrated exciting potential for the application in cancer phototheranostics. However, simultaneously achieving tumor-activated bright emission, enhanced reactive oxygen species (ROS) generation, high tumor accumulation, and minimized ROS depletion remains challenging. Here, a metal–organic framework (MOF) hybrid AIEgen theranostic platform is designed, termed A-NUiO@DCDA@ZIF-Cu, composed of an AIEgen-loaded hydrophobic UiO-66 (A-NUiO@DCDA) core and a Cu-doped hydrophilic ZIF-8 (ZIF-Cu) shell. The fluorescence emission and therapeutic ROS activity of AIEgens are restrained during delivery. After uptake by tumor tissues, ZIF-Cu decomposition occurs in response to an acidic tumor microenvironment (TME), and the hydrophobic A-NUiO@DCDA cores self-assemble into large particles, extremely increasing the tumor accumulation of AIEgens. This results in enhanced fluorescence imaging (FLI) and highly improved 1O2 generation ability during photodynamic therapy (PDT). Meanwhile, the released Cu2+ reacts to glutathione (GSH) to generate Cu+, which provides an extra chemodynamic therapy (CDT) function through Fenton-like reactions with overexpressed H2O2, resulting in the GSH depletion-enhanced ROS therapy. As a result of these characteristics, the MOF hybrid AIEgens can selectively kill tumors with excellent efficacy.
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