光遗传学是一项利用光敏蛋白实现对细胞功能的高时空精度控制的革命性技术，为疾病治疗开辟了一条新的途径。然而，目前光遗传学在癌症治疗中的应用仍较为有限。有鉴于此，南洋理工大学赵彦利教授开发了一种将光遗传学与离子治疗协同结合的远程控制光遗传癌症治疗策略，其包括离子自供应、原位离子通道构建和近红外（NIR）光激活的离子治疗，可在深层组织和活体动物中实现远程、无创的细胞活动调控。

本文要点：

（1）实验合成了水分散上转换纳米颗粒(UCNP)-金属-有机框架（MOF）纳米杂化体，其能够有效地将质粒DNA递送到癌细胞，以实现光激活阳离子通道的原位表达。对pH响应的MOF组件可作为金属阳离子的储存器，这些离子在肿瘤酸性微环境中会被释放；而UCNP组件则能够作为远程控制的换能器，其可将近红外（NIR）光转换为可见光，以激活阳离子通道，导致释放的金属阳离子实现癌症内流，进行离子治疗。

（2）实验结果表明，该远程控制的癌症光遗传治疗策略能够在多种肿瘤模型中表现出良好的有效性，包括皮下结肠肿瘤、皮下乳腺肿瘤和原位乳腺肿瘤等。综上所述，该研究能够为推进光遗传技术在临床癌症治疗中的应用提供新的见解。

Xiaokai Chen. et al. Upconversion Nanoparticle-Anchored Metal−Organic Framework Nanostructures for Remote-Controlled Cancer Optogenetic Therapy. Journal of the American Chemical Society. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c11196

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c11196