近日，中國科大化學(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在腫瘤光聲成像方面取得新進(jìn)展。作者通過腫瘤高表達(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，實現(xiàn)CTSB高表達(dá)腫瘤的特異性光聲成像。相關(guān)研究成果于12月8日以《Cathespin B-Initiated Cypate Nanoparticle Formation for Tumor Photoacoustic Imaging》為文章標(biāo)題，發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊《Angewandte Chemie International Edition, DOI: 10.1002/anie.202114766》。

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。

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，作者基于本課題組特色的CBT-Cys點擊縮合反應(yīng)，設(shè)計出一種CTSB特異激活的近紅外光聲成像探針Val-Cit-Cys(SEt)-Lys(Cypate)-CBT（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Val-Cit被CTSB識別并剪切，生成的產(chǎn)物Cypate-CBT-Cleaved將通過分子間的CBT-Cys點擊反應(yīng)形成環(huán)狀二聚體Cypate-CBT-Dimer。該二聚體通過π-π堆積自組裝成尺寸較大的近紅外納米粒子Cypate-CBT-NPs富集在腫瘤細(xì)胞中，從而增強(qiáng)光聲成像信號、延長光聲檢測時間。細(xì)胞和動物成像結(jié)果表明，與Cypate對照組相比，實驗組在乳腺癌細(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。將Cypate-CBT中的Val-Cit片段換成其他酶切序列，利用該策略可以設(shè)計出更多的“智能”光聲成像探針，為臨床上提供精準(zhǔn)診斷相應(yīng)癌癥的新思路。

該論文第一作者為中國科大化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院博士生王晨晨，梁高林教授和袁月教授為共同通訊作者。

該研究得到了國家杰出青年科學(xué)基金、基金委創(chuàng)新研究群體項目，以及中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項資金項目的資助。

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