近年来，基于纳米材料的光热治疗、光动力治疗和化学动力治疗等非入侵性治疗新技术成为研究热点。然而，这些治疗技术严重受限于激发源的穿透深度和肿瘤细胞微环境的乏氧和抗氧化特性。如何打破肿瘤细胞的抗氧化防御机制是实现活性氧自由基团介导的高效治疗的瓶颈问题。

图1 限域单原子铜活性位点介导的声热/催化联合治疗策略示意图

针对上述问题，大连理工大学化工学院叶俊伟教授、宁桂玲教授及合作者创新性地提出了声热/催化联合治疗新策略。本工作中，基于课题组前期设计合成的金属硼咪唑框架材料独特的几何和电子性质(Advanced Healthcare Materials, 2020, 9: 2001205;Journal of Hazardous Materials, 2020, 387: 121687,Acta Biomaterialia, 2022, 143: 445)，通过B−H键界面限域配位策略，开发出高性能硼咪唑框架材料限域单原子铜纳米治疗剂。在不改变金属单原子分散状态的前提下，通过采用X射线吸收精细结构谱(XAFS)和密度泛函理论等实验和理论计算方法，研究了“M−N_x/C−B”单原子活性位点的几何结构与电子结构和电子密度之间的调控规律。实验结果表明，该限域单原子铜纳米治疗剂不仅可以通过非平衡载流子的界面分离、弛豫和复合过程，实现在低强度超声辐照下的声热转换。同时，限域单原子铜纳米治疗剂通过平行生物催化级联反应，原位催化转化微环境内乳酸、H₂O₂和谷胱甘肽等多种内源性生物分子，打破肿瘤细胞微环境混沌状态。高通量RNA测序实验证明，限域单原子活性位点介导的声热/平行催化联合治疗有效地调控了实体肿瘤微环境，从而抑制了恶性肿瘤的原位复发和远端转移。

图2 Frontispiece卷首插图

相关成果近期以“Copper-Single-Atom Coordinated Nanotherapeutics for Enhanced Sonothermal-Parallel Catalytic Synergistic Cancer Therapy”为题，发表在Advanced Healthcare Materials (Advanced Healthcare Materials, 2023, 12: 2300291)上，并被邀请作为当期Frontispiece进行高亮推荐。大连理工大学化工学院博士后齐野、大连医科大学附属第一医院任双颂医师为共同第一作者，大连理工大学化工学院叶俊伟教授、宁桂玲教授和大连医科大学附属第一医院车颖教授为通讯作者。该工作得到了大连理工大学医工交叉联合基金、大连市科技创新基金、中央引导地方科技发展专项资金等项目的资助。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202300291