肿瘤细胞免疫原性死亡是指在细胞发生凋亡的同时，由非免疫原性的细胞转变为具有免疫原性的细胞，从而激发机体的免疫反应。肿瘤细胞的免疫原性死亡是现代癌症免疫治疗的基础。免疫原性死亡的其中一个标志性事件是钙网蛋白由内质网外翻至细胞表面，从而产生“eat me”信号。目前能够大量引发肿瘤细胞免疫原性死亡的诱导剂非常有限。开发有效的肿瘤细胞免疫原性死亡诱导剂非常重要并且迫切。此外，目前对免疫原性死亡与细胞器例如线粒体之间的关联的认知仍不明确。
基于此，南开大学药物化学生物学国家重点实验室、生命科学学院、生物活性材料教育部重点实验室的丁丹教授课题组设计合成了一系列具有扭曲分子结构并且能够靶向肿瘤细胞线粒体的“聚集诱导发光”（AIE）分子。相比于传统的有机荧光分子和光敏剂，具有扭曲分子结构和分子内运动单元的AIE分子在线粒体中聚集后能够有效减小分子间相互作用和抑制分子内运动（极大抑制了非辐射衰减产热通路），从而使得更多的吸收能量能够用于荧光发射和产生活性氧簇（ROS）。此外，通过理性的分子设计来有效增大最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占分子轨道（LUMO）之间的分离，来减小分子最低单重态（S1）至最低三重态（T1）之间的能级差，从而促进系间窜越提高ROS产生效率。所制备的AIE分子能够有效靶向肿瘤细胞线粒体，并在光照的条件下引发线粒体氧化应激。细胞实验与体内疫苗实验结果均表明，线粒体氧化应激能够大量地引发肿瘤细胞的免疫原性死亡，并且由于AIE性质的优势，AIE分子相比于已报到的免疫原性死亡诱导剂（如Ce6,奥沙利铂等）具有明显优势。该工作首次报道了线粒体氧化应激能够大量引发免疫原性死亡，将重要细胞器线粒体与免疫原性死亡关联起来。此外，该工作也证明了AIE是构建光敏免疫原性死亡诱导剂的理想平台。
相关成果发表在Advanced Materials (2019, 31, 1904914)上，丁丹教授为通讯作者，课题组博士生陈超与博士后倪翔为共同第一作者。药物化学生物学国家重点实验室、生命科学学院、生物活性材料教育部重点实验室为第一通讯单位。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904914
2013年加入南开大学以来，基于AIE的基本原理，丁丹教授课题组设计制备了一系列新型的有机高分子光学材料，结合生物医用高分子，发展了能够用于荧光成像、光声成像、以及长余辉发光成像的分子/纳米探针，实现了其在手术导航、干细胞示踪、疾病相关生物分子检测、重要疾病体内诊断与治疗等生物医用。课题组的研究特色是以Jablonski光物理图为指导方针，通过分子结构设计和生物体系内分子堆积的调控来实现生物医学功能的可控性和最优化；探索激发态分子内运动与生物医学功能和效果之间的内在联系；并且侧重分子/纳米探针对疾病微环境的特异响应性。围绕上述研究思路，丁丹课题组在2019年取得了一定的成绩，已在Nat. Commun., Chem, Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc., Nano Lett., ACS Nano等IF>10的知名期刊上发表了12篇论文。研究成果受到了国内外专家的广泛关注，发表论文总引用次数6600余次，H因子为45。课题组长期诚聘师资博士后和有志科研的研究生，同时欢迎相关专业本科生来实验室学习。