肿瘤是威胁人类健康的重大疾病之一，传统治疗手段包括手术、放化疗等，但存在难以完全切除、全身副作用大等局限性。药物递送领域的进步显著推动了肿瘤治疗的发展，但也存在治疗结果的不可预测性和肿瘤进展的实时监测等挑战。发光金属有机框架（L-MOFs）是克服这些问题的一种有前途的解决方案。L-MOFs是一种具有出色发光特性的多孔纳米材料，具有大比表面积、显著的孔隙率、可修饰的结构和灵活的功能。L-MOFs的可调节药物释放动力学赋予了它们卓越的时间操纵性能，而在空间方面，L-MOFs的可修饰性赋予它们出色的靶向能力，可通过靶向递送进行精准疾病治疗。发光特性使得L-MOFs在肿瘤成像、发光传感、肿瘤治疗等领域显示出巨大的发展前景。通过战略性地利用L-MOFs，可以在肿瘤治疗中实现实时治疗监测和精确的时空控制。
电子科技大学附属医院·四川省人民医院缪养宝副教授和新加坡国立大学Andy Tay教授团队系统总结了时空操纵L-MOFs在肿瘤精准治疗中的研究进展，概括了L-MOFs的光学特性、合成策略，并着重介绍了时空操纵L-MOFs在肿瘤精准治疗中的应用。
图1：L-MOFs在肿瘤精准时空控制中的应用
作者们首先介绍了L-MOFs的发展历史、合成策略以及光学特性，细致概述了L-MOFs的复杂设计和精细合成，包括溶剂热法、纳米沉淀法、配位调制法、微波辅助法等。之后，深入探讨了时空操纵L-MOFs在肿瘤精准治疗中的应用及发展前景，包括L-MOFs在成像技术中的应用（CT、MRI、PET、NIR成像等），揭示其在多功能肿瘤成像领域的潜力。进一步地，文章讨论了时空操纵L-MOFs实现光操纵肿瘤的途径，包括光热疗法（PTT）、光动力疗法（PDT）、基于L-MOFs的基因疗法、气体疗法等。文章创新性地提出了以人工智能为媒介、利用 L-MOFs 治疗肿瘤的蓝图，为这一领域增添了前瞻性视角。这种创新方法结合了多模式疗法和新兴技术，展示了L-MOFs在重塑癌症疗法方面的变革潜力。
最后，作者们分享了L-MOFs在实现精准时空操纵肿瘤领域的机遇和挑战，虽然L-MOFs具有良好的递送能力，但进入正常器官或组织可能对机体造成损害；L-MOFs不可避免地与血液中的蛋白质相互作用，可能造成药物过早释放和有毒金属离子的积累。功能化L-MOF的低成本、大规模生产也是需要面对的挑战。此外，尽管 L-MOF的基础研究取得了一些突破和成果，但将其转化为临床应用仍然是研究人员需要努力的方向。综上，作者们强调了L-MOF的巨大潜力，将其作为时空操纵精准治疗肿瘤的基石，为有效的肿瘤治疗方案指出了一条十分有前景的道路。
致谢：
高壬驰,徐天行，王兆对本研究做出了同等贡献。本研究得到了四川省医学科学院四川省人民医院科研启动基金（30420220004）、中央引导地方科技发展基金项目（2023ZYD0083）、四川省科技计划项目（24GJHZ0072）、四川省留学回国人员科技活动经费和江苏汉寿制药集团有限公司的部分资助。
作者简介：
缪养宝现为四川省医学科学院·四川省人民医院副研究员，电子科大硕士生导师，主要从事无创诊断与治疗脑部疾病的研究。2023年四川省天府峨眉青年人才计划（省千人）、2021年“四川省高层次回国人员”。现任《中国抗癌协会》纳米肿瘤学会青年委员；国家重点研发计划颠覆性技术专项评委；国际杂志“TMR Integrative Medicine”编委，“View”、“Exploration”和“Interdisciplinary Medicine”等杂志青年编委；Nature Communications, ACS Nano、Biomaterials、J. Control Release、Small和Carbohydr. Polym.等杂志的审稿人。迄今为止共发表SCI 45篇，以第一作者/通讯作者发表SCI文章25篇，其中ESI高被引文章2篇。包括Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci.、Nano Energy 、Coord. Chem. Rev. 、Signal Transduct. Target Ther.、Chem. Eng. J. 、J. Nanobiotechnology 和Biosens. Bioelectron.、Int. J. Biol. Sci. 等。论文总引用次数他引1200多次，H-index：22。授权专利6项（2项美国专利、4项国家专利）。成果先后受到篇被 X-MOL、热心肠日报、今日论文、材料科学和高效给药重点介绍等众多媒体和网站的亮点报道。
Andy Tay于2017年获得加州大学洛杉矶分校博士学位，后在斯坦福大学完成博士后培训（2019年）。随后，他作为1851皇家委员会布鲁内尔研究员（2020年）前往伦敦帝国学院深造。Andy目前在新加坡国立大学生物医学工程系担任校长青年教授。他和他的团队正在开发用于癌症治疗的免疫系统工程技术和材料。
论文信息：
Charting a Path to Tumor Therapy: Mastery of Luminescent Metal-Organic Frameworks for Precise Spatiotemporal Control
Renchi Gao, Tianxing Xu, Zhao Wang, Hong-Xia Ren, Gonghao Zhang, Yang Zhao, Andy Tay*, Yang-Bao Miao*
Advanced Functional Materials
DOI: 10.1002/adfm.202407535
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Functional
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期刊简介
《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）是Wiley出版社旗下材料科学知名期刊之一，专注发表纳米技术、化学、物理、生物等应用领域中有关材料科学的重大突破。
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