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针对上述问题，香港城市大学化学系叶汝全教授、武汉大学药学院辜美佳教授、陈实教授与Li Xin教授团队合作开发了一种可拉伸、透明的激光诱导石墨烯-氧化铜/聚二甲基硅氧烷（LIG-Cu/PDMS）复合贴片，顺利获得激光在聚酰亚胺上制备LIG并负载CuO纳米颗粒，经冷冻转移法嵌入PDMS柔性基质中。该贴片在模拟太阳光照射下可产生温和光热效应（约42°C），同时光热刺激触发Cu2+释放并在肿瘤组织中富集。研究顺利获得体外细胞实验和体内小鼠黑色素瘤模型证实，该贴片顺利获得协同激活细胞凋亡、铜死亡和铁死亡通路，显著抑制肿瘤生长、侵袭和转移；转录组学和分子机制研究表明其顺利获得ROS爆发、线粒体损伤、脂质过氧化及谷胱甘肽耗竭实现多重细胞死亡。此外，该贴片可诱导免疫原性细胞死亡，促进树突状细胞成熟、巨噬细胞M1极化及T细胞浸润，重塑肿瘤免疫微环境。该贴片还表现出优异的生物相容性、可重复使用性和长期安全性，为皮肤肿瘤的微创、高效治疗给予了新策略。该文章于2026年3月5日以《A Stretchable, Transparent, Photothermally Stimulated Laser-Induced Graphene Patch for Noninvasive Skin Tumor Treatment》为题发表于《ACS Nano》（DOI: 10.1021/acsnano.5c21102）。

方案1. LIG-Cu/PDMS的制备示意图（a），以及在小鼠黑色素瘤中结合温和光热治疗与Cu²⁺诱导的铁死亡（b）、铜死亡（c）和增强免疫治疗（d）的抗肿瘤治疗过程示意图。

（1）LIG-Cu/ PDMS 的合成与表征

如图1a所示，LIG层是顺利获得在常温条件下对商用PI薄膜进行激光烧结形成的。在80°C下固化2小时后，将 PDMS /PI双层膜浸入液氮中5分钟以确保完全冻结。在仍处于冻结状态时，借助镊子一次性快速剥离 PDMS 层与PI基底，实现干净分离，并成功制备出完整的LIG/ PDMS 或LIG-Cu/ PDMS 结构。随后将铜盐前驱体负载于制备好的LIG上，第二次激光照射使铜盐转化为氧化铜，形成LIG-Cu杂化结构（图1b、c）。拉曼光谱（图1d）显示，LIG和LIG-Cu均存在石墨烯的三个特征谱带。如图1e所示，在LIG样品中可观察到宽泛的特征峰。LIG-Cu样品中铜处于+2氧化态（图1f）。如图1g所示，纯 PDMS 、LIG/ PDMS 和LIG-Cu/ PDMS 均表现出相似的弹性模量。

（2）LIG-Cu/ PDMS 贴片在体外的抗肿瘤作用

如图2a-c所示，LIG-Cu/ PDMS具有更显著的细胞杀伤作用。在LIGCu/ PDMS +光照组中，光疗后几乎所有细胞均死亡（图2d）。LIG-Cu/ PDMS 与LIG/ PDMS 联合阳光照射均能显著促进黑色素瘤细胞凋亡（图2e、f）。流式细胞术进一步证实了细胞周期阻滞现象（图2g、h）。另外LIG-Cu/ PDMS 贴片对肿瘤迁移的抑制作用（图2i、j）。

（3）LIG-Cu/ PDMS 在体内的治疗效果

在C57BL/6J小鼠体内建立了皮下B16-F10黑色素瘤模型（图3a）。顺利获得肿瘤生长分析证实了该疗法的全身疗效，显示其能显著抑制恶性进展（图3b-f）。图3g展示了各治疗阶段的代表性图像，便于对比不同实验组的形态学变化。如图3h所示，LIG-Cu/ PDMS +阳光照射组的小鼠肿瘤硬度增加且边界更为清晰。在模拟太阳辐射条件下，LIG/ PDMS 及LIG-Cu/ PDMS 贴片在5分钟内即可达到50°C的稳态温度，同时将肿瘤部位皮肤局部温度维持在42°C（图3i，j），经阳光处理的LIG-Cu/ PDMS 复合材料能高效显著缩小肿瘤体积，其抑制率较对照组高出97%以上（图3k）。所有对照组小鼠均在第18天因黑色素瘤进展死亡，而LIG-Cu/ PDMS +光热疗法组在第30天时存活率达80%，证明长期生存与光热疗法的抗肿瘤疗效密切相关（图3l）。第10天的免疫组织化学分析显示，与对照组相比，经LIG-Cu/ PDMS 联合PTT治疗的肿瘤中Ki67和S100B表达显著下调（图3m–p），这与肿瘤生长动力学受到抑制相关。

（4）LIG-Cu/ PDMS 光疗顺利获得基因调控调节癌症通路与免疫反应

为深入探究LIG-Cu/ PDMS 联合光照如何抑制黑色素瘤，对对照组和LIG-Cu/ PDMS 光疗组肿瘤组织中的基因转录水平进行了评估（图4a）。如图4b热图所示，显著差异表达基因均被明确标注，便于直观观察表达变异情况。维恩图分析（图4c）显示共有10,432个核心基因在所有治疗条件下均保持稳定表达，提示基础转录稳态得以维持。MA图显示LIG-Cu/ PDMS +阳光组中有2,570个基因上调、121个基因下调（图4d）。在LIG-Cu/ PDMS +阳光组中，Nectin1、Casp-1、Perp、Gpx3和MSX2的RNA水平分别较对照组升高至72.43倍、7.24倍、1950.91倍、14.43倍和655.53倍，而Irgm1则降至对照组的17.83%（图4e）。基因本体论（GO）富集分析中，脂质代谢与谷胱甘肽过氧化物酶活性的变化和铜死亡被引起关注（图4f）。Hippo作为信号转导通路中的关键调控因子，与细胞增殖、存活及分化过程密切相关（图4g）。根据散点图（图4h），8条炎症/免疫相关通路可归类为四大类别：免疫信号通路、炎症反应通路、先天免疫反应通路及适应性免疫反应通路。在LIG-Cu/ PDMS +阳光组中，细胞因子-细胞因子受体相互作用通路、细胞黏附分子通路以及趋化因子信号通路均出现显著下调。

图4. LIG-Cu/PDMS光疗的基因调控机制。(a) 转录组学示意图；(b) DEGs表达热图；(c) Venn图分析；(d) 火山图；(e) qRT-PCR验证；(f) GO通路分类；(g) Hippo通路聚类热图；(h) KEGG免疫富集分析。n=3。

（5）LIG-Cu/ PDMS 的抗肿瘤生物作用机制

肿瘤微环境中的失衡（包括 GSH 、O₂和过氧化氢水平的变化）进一步增加了细胞对这些细胞死亡方式的易感性（图5a）。荷黑色素瘤小鼠肿瘤组织中的铜离子浓度：LIG-Cu/ PDMS +阳光组的浓度（2.33 μmol g-1）显著高于其他组别（图5b）。LIG-Cu/ PDMS产生了显著的活性氧（图5c，d）。在阳光照射下，LIG-Cu/ PDMS 组中观察到的过氧化氢水平显著升高（图5e）。如图5f所示，LIG-Cu/ PDMS +阳光处理使 GSH / GSSG 比值从对照组的2.526显著降至1.496。经LIG-Cu/ PDMS 贴片光疗后，细胞氧合水平较其他组提升超过4倍（图5g），显著改善了肿瘤缺氧状况。对B16-F10细胞进行LIG/ PDMS +阳光及LIG-Cu/ PDMS +阳光处理后，红色信号百分比分别从对照组的80.59%降至6.59%和1.84%，表明线粒体遭受严重损伤（图5h）。对照组中线粒体内膜嵴排列有序，基质呈均一状态，未见空泡化或损伤迹象（图5i）。LIG-Cu/ PDMS 在阳光照射下可上调应激诱导的热休克蛋白（HSP70）水平，引发蛋白质毒性应激，并最终导致细胞死亡（图5j）。透射电子显微镜（TEM）形态图像（图5i）显示LIG-Cu/ PDMS 光疗特征性的致密线粒体结构，其嵴显著减少且体积减小。蛋白质印迹分析显示，与其他组相比，LIG-Cu/ PDMS +阳光照射组中GPX4和KEAP1的表达均显著下调（图5k−l），证实该联合疗法可诱导铁死亡。

（6）LIG-Cu/ PDMS 促进肿瘤微环境重塑

评估了源自不同LIG贴片变体的光处理后B16−F10细胞裂解液在体外对骨髓来源树突状细胞（BMDCs）的影响（图6a）。结果表明，经阳光照射的LIGCu/ PDMS 贴片能显著促进树突状细胞的成熟（图6b）；图6c-f显示，经LIG-Cu/ PDMS 贴片光疗后，CD11c+树突状细胞中CD80⁺亚群比例以及CD11c⁺树突状细胞中CD86⁺亚群比例均显著增加。M1/M2比值升高可促进免疫支持性肿瘤微环境的形成，并增强肿瘤清除效果（图6g、h）。利用 KEGG 数据库进行的分析表明，LIG-Cu/ PDMS +阳光组能显著上调与多种肿瘤免疫相关通路相关的基因表达，包括细胞因子-细胞因子受体相互作用、细胞黏附分子以及趋化因子信号通路（图6i）。LIG-Cu/ PDMS +Sunlight组及各对照组小鼠血清中IL-4、IL-17A、IL-6、IL-2、IL-12P70、 IFN - γ 、IL- 1β 和 TNF - α 的表达水平均存在显著差异（图6j）。

（7）LIG-Cu/ PDMS 在体内促进免疫重编程

LIG-Cu/ PDMS +Sunlight组在肿瘤浸润CD3⁺、CD3⁺CD4⁺及CD3⁺CD8⁺T细胞方面显示出最强的信号强度（图7a-d）。进一步分析了所有实验组脾脏中的T细胞亚群（图7e、f）。ICD（HMGB1/CRT易位及ATP释放）的直接证据从机制层面将线粒体损伤诱导的肿瘤细胞死亡与观察到的免疫激活联系起来。肿瘤细胞死亡后会释放损伤相关分子模式（DAMPs），这些分子可促使肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）从非活化的M0表型转变为具有免疫刺激作用的M1表型，诱导树突状细胞（DCs）成熟并促进T细胞浸润。由此在体内触发抗肿瘤免疫反应，从而重塑肿瘤微环境的免疫抑制状态（图7g）。

（8）LIG-Cu/ PDMS 的生物安全性评估

进一步研究了其体内生物相容性以评估其潜在临床应用价值（图8a）。在治疗后的2天观察期内，各组小鼠的体重均无显著差异（图8b、c）。LIG-Cu/ PDMS 光疗组与对照组各器官中的Cu²⁺含量无显著差异，证实该光疗方案不存在全身性铜蓄积风险（图8d）。所有组别的血液学及血清生化指标均处于正常范围（图8e-h），新型贴片疗法不会造成永久性皮肤损伤或瘢痕形成（图8i）。