武汉大学邓鹤翔教授、蒋洪教授联合香港中文大学（深圳）唐本忠院士等报道的本篇文章（Advanced Materials, 2023, DOI: 10.1002/adma.202304620）中研究了基于聚集诱导发光材料（AIEgen）的共价有机框架（COF），即 TDTA-COF、BTDTA-COF 和 BTDBETA-COF，作为抑制恶性心室性心律失常（VA）的光热剂。这些 AIE COF 具有双重功能，不仅能通过局部光热疗法（LHT）直接调节星状神经节（SG）的功能和神经活动，还能诱导白色脂肪褐变并改善 SG 周围的神经炎症微环境，有利于抑制缺血诱导的 VA。体内研究表明，BTDBETA-COF 介导的 LHT 增强了产热和褐变相关基因表达，从而在对抗 VA 方面发挥协同作用。SG 周围脂肪组织的转录组分析显示炎症细胞因子大量下调，突显了 BTDBETA-COF 介导的 LHT 在改善 SG 周围神经炎症微环境方面的作用，为心肌和心律失常保护提供了支持。这项关于基于 AIE COF 的光热剂用于抑制 VA 的研究为减轻心脏交感神经过度活跃提供了新途径。


研究背景
1.行业问题：心脏交感神经过度活跃，特别是星状神经节（SG）中的过度活跃，是引发恶性心室性心律失常（VA）的主要原因，而 VA 是全球范围内突发性心脏死亡的主要诱因。传统临床干预方法如直接切除过度活跃的 SG，会导致诸多不良反应。
2.研究现状：近期创新方法利用光、电、热来调节神经活动，在解决自主活动相关疾病方面展现出潜力，但存在一些局限性。例如，基于光遗传学或金纳米棒介导的神经调节尝试，因腺相关病毒转染过程或金属物种导致的不良毒性和生物相容性问题，阻碍了其临床转化。此外，当前干预策略多针对 SG 本身，忽略了改善其神经炎症微环境的重要性。
3.本文创新：作者设计了一系列基于聚集诱导发光材料（AIEgen）的共价有机框架（COF），具有双重功能，既能通过局部光热疗法直接调节 SG 功能和神经活动，又能诱导白色脂肪褐变并改善 SG 周围的神经炎症微环境，为抑制 VA 提供了新策略。

实验和分析
1.材料合成与表征：通过典型共缩合路线合成了三种 AIE COF（TDTA-COF、BTDTA-COF、BTDBETA-COF），并利用粉末 X 射线衍射（PXRD）、固体核磁共振谱、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和 X 射线光电子能谱（XPS）等手段对它们的结构和性质进行了表征。结果表明，这些 AIE COF 具有高结晶度和精确的结构，且含有亚胺键。
2.光热性能测试：研究了 AIE COF 的光热效应，发现 BTDBETA-COF 在 808 nm 激光照射下展现出最快的光热转换速率，能在 1 分钟内将温度升至 40°C，且具有优异的光热稳定性，可维持 16 个循环的效能，远优于传统小分子光热剂（如 ICG）。
3.应用性能测试：在大狗模型中，通过将 BTDBETA-COF 注入 SG 并用 808 nm 激光照射，发现其能迅速使 SG 温度升至 46.1°C，有效抑制 SG 功能和神经活动，减少心律失常的发生。同时，BTDBETA-COF 介导的 LHT 还能促进白色脂肪组织褐变，上调产热和褐变相关基因表达，下调 SG 周围脂肪组织中的炎症细胞因子表达，改善神经炎症微环境。
4.性能结果原因分析：AIE COF 的光热性能主要源于其独特的扭曲结构，可作为分子转子促进分子运动，增强非辐射衰减过程。此外，其高比表面积、良好的生物相容性和光稳定性也为其优异的性能提供了支持。




总结
1.成功设计并合成了一系列 AIE COF 基光热剂，其中 BTDBETA-COF 在抑制恶性心室性心律失常方面表现出色，能有效调节 SG 神经活动，诱导白色脂肪褐变，改善神经炎症微环境。
2.首次将 AIE COF 应用于心律失常的光热治疗，开创了通过局部光热疗法同时调节神经活动和改善微环境的新途径，为减轻心脏交感神经过度活跃提供了新策略。
3.本研究为心血管疾病治疗提供了新思路和潜在治疗方法，有望推动相关领域的进一步研究和应用。文章的发表也为后续研究提供了重要的参考依据。

AIEgen-Based Covalent Organic Frameworks for Preventing Malignant Ventricular Arrhythmias Via Local Hyperthermia Therapy
文章作者：Liang Zhang, Fuding Guo, Saiting Xu, Qiang Deng, Mengjie Xie, Jianwei Sun, Ryan T. K. Kwok, Jacky W. Y. Lam, Hexiang Deng, Hong Jiang, Lilei Yu, Ben Zhong Tang
DOI：10.1002/adma.202304620
文章链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202304620

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