科技日報(bào)記者 吳長鋒
記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院梁高林教授課題組和袁月教授課題組合作，通過腫瘤高表達(dá)的組織蛋白酶B（CTSB）調(diào)控小分子光聲成像探針，在細(xì)胞內(nèi)原位自組裝成不易被細(xì)胞泵出的納米探針，從而顯著增強(qiáng)小鼠乳腺癌腫瘤處的光聲成像信號，實(shí)現(xiàn)CTSB高表達(dá)腫瘤的特異性光聲成像。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《應(yīng)用化學(xué)國際版》。
對大多數(shù)癌癥來說，疾病早期的五年存活率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于疾病晚期，并且患者也有相對較多的治療方案可供選擇，所以早期診斷對于癌癥治療來說至關(guān)重要。CTSB由于在多種癌癥早期過表達(dá)，因此被認(rèn)為是一種潛在的早期癌癥診斷標(biāo)志物，準(zhǔn)確高效評估體內(nèi)CTSB的活性將為癌癥的早期臨床診斷提供新的方法。光聲成像是近年來發(fā)展起來的一種非入侵式和非電離式的新型生物醫(yī)學(xué)成像方法，它結(jié)合了光學(xué)成像的高對比度、特異性以及超聲成像的高穿透性，在生物醫(yī)學(xué)研究和疾病分子診斷方面具有巨大的應(yīng)用潛力。
中國科大供圖
針對癌癥早期診斷難題，結(jié)合自組裝過程對光聲成像探針信號的增強(qiáng)作用，科研人員基于前期工作積累，設(shè)計(jì)出一種CTSB特異激活的近紅外光聲成像探針Cypate-CBT。當(dāng)Cypate-CBT進(jìn)入CTSB高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞后，其二硫鍵被細(xì)胞內(nèi)的谷胱甘肽還原，特定底物被CTSB識別并剪切，生成的產(chǎn)物將通過分子間的點(diǎn)擊反應(yīng)形成環(huán)狀二聚體。該二聚體通過堆積自組裝成尺寸較大的近紅外納米粒子，富集在腫瘤細(xì)胞中，從而增強(qiáng)光聲成像信號、延長光聲檢測時(shí)間。
細(xì)胞和動物成像結(jié)果表明，與對照組相比，實(shí)驗(yàn)組在乳腺癌細(xì)胞和腫瘤中的光聲成像信號分別增強(qiáng)了4.9倍和4.7倍。利用該策略可以設(shè)計(jì)出更多的“智能”光聲成像探針，將為臨床上提供精準(zhǔn)診斷相應(yīng)癌癥的新思路。
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