癌症干细胞(CSC)是肿瘤组织中驱动肿瘤发生、复发和转移的稀有细胞群。因此，开发能够消除CSC的抗肿瘤疗法对癌症治疗具有重要意义。光动力疗法(PDT)是一种利用特定激光波长激活光敏剂，产生大量活性氧(ROS)来选择性抑制肿瘤生长的治疗方式。

单分子自组装半花青油酸缀合物可消除癌症干细胞

然而，考虑到II型PDT需要氧气，并且缺氧会滋生CSC，PDT对于那些根植于缺氧肿瘤区域的CSC来说是无效的。克服肿瘤缺氧的可用策略包括使用携氧材料向肿瘤输送氧气、在肿瘤部位催化过氧化氢生成氧气以及抑制细胞内耗氧率。

然而，与上述策略相关的缺点限制了它们的临床转化，包括载氧材料的氧气泄漏、内源性过氧化氢含量不足以及多药物共递送系统的复杂制备过程。

基于上述背景，开发工艺简单、能够解决PDT过程供氧不足问题的光敏剂具有广阔的应用前景。

李子富教授一直致力于消除CSC的纳米药物递送系统和小分子的开发。自2018年以来。

基于不饱和脂肪酸修饰促进疏水结构自组装的策略，本工作设计并合成了油酸与阳离子半花青缀合物(CyOA)。经过共沉淀后，CyOA进行自组装形成均匀稳定的纳米颗粒，实现了不需要任何赋形剂稳定的单分子自组装纳米药物递送平台的构建。

由于CyOANP表面带正电，它们可以以膜电位依赖性方式在线粒体中有效积累，并在光存在下发生光化学反应，导致线粒体中ROS爆发。与SO3-CyOANPs相比，CyOANPs对乳腺癌干细胞(BCSCs)的光毒性是SO3-CyOANPs的50.4倍。

值得指出的是，这项工作首次发现阳离子血蓝染料可以通过靶向线粒体复合物II蛋白琥珀酸脱氢酶(SDHA)来抑制OXPHOS。

因此，CyOANPs既可以充当OXPHOS抑制剂，又可以实现线粒体靶向的PDT，解决传统PDT遇到的固有瓶颈，包括实体瘤中的缺氧以及ROS的寿命和扩散距离短。在4T1和BCSC肿瘤模型中，与临床使用的光敏剂Hiporfin相比，CyOANPs实现了更高的肿瘤抑制作用和更少的肺转移结节，并且没有表现出体内毒性迹象。

这项工作基于常用的半花青，开发了一种简单、高效、低毒的单分子自组装光敏剂递送系统。与解决PDT治疗实体瘤所面临的缺氧问题的现有策略相比，CyOANPs的制备过程简单，不需要任何赋形剂来稳定。

结果表明，CyOA具有多功能性，既可作为OXPHOS抑制剂，又可作为光敏剂，并可实现体内成像。CyOANP解决了传统PDT在消除CSC方面遇到的固有瓶颈，包括实体瘤缺氧、ROS寿命短和扩散距离短。综上所述，CyOANPs具有良好的临床转化前景。