一种用于早期肿瘤诊断的智能探针

  • 2021-12-28 15:47:46

一种用于早期肿瘤诊断的智能探针


由于在早期或晚期接受治疗的癌症患者之间的5年相对生存率差异很大,因此早期发现肿瘤对癌症治疗非常重要。组织蛋白酶B(CTSB)被认为是癌症早期诊断的潜在生物标志物,因为它在许多癌症类型的早期阶段增加表达。因此,对CTSB活动进行有效和精确的监测提供了一条出路。



在最近发表在Angewandte化学国际版上的一项研究中,由中国科学院中国科学技术大学(USTC)的梁高林教授和袁岳教授领导的研究小组通过CTSB发起的小分子PA成像探针在细胞内自组装成纳米颗粒,实现了CTSB过表达肿瘤的特异性光声(PA)成像。


PA成像是一种新型的非侵入性和非电离生物医学成像方法,由于其优异的组织穿透深度和高空间分辨率,在生物医学研究和疾病诊断方面具有巨大的潜力。


为了应对早期肿瘤检测的挑战,研究人员使用PA成像探针的自组装信号增强,设计了一种CTSB可激活的近红外PA探针Val-Cit-Cys(SEt)-Lys(Cypate)-CBT(Cypate-CBT)。当Cypate-CBT进入CTSB过表达的肿瘤细胞时,其二硫键被细胞内谷胱甘肽还原,其特异性裂解底物Val-Cit被CTSB切割产生Cypate-CBT-Cleaveed,其经历分子间CBT-Cys点击反应以产生Cypate-CBT-二聚体。然后,Cypate-CBT-二聚体自组装成近红外纳米颗粒Cypate-CBT-NPs。


这种方法有效地增加了局部探针浓度,延长了保留时间,并增强了探针的PA信号,用于CTSB活动成像。研究人员发现,与未修饰的Cypate相比,新设计的探针分别在CTSB过表达MDA-MB-231癌细胞或肿瘤中显示出4.9倍和4.7倍的PA信号增强。


该研究的结果显示,有可能设计更"智能"的PA探针来精确诊断肿瘤。


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