中國科大在惡性良性腫瘤光聲成像研究中取得新進展

新安晚報 安徽網 大皖新聞訊 據中國科大網消息：近日，中國科大化學與材料科學學院梁高林教授課題組和袁月教授課題組在惡性良性腫瘤光聲成像方面取得新進展。作者通過惡性良性腫瘤高表達的組織蛋白酶B（CTSB）調控小分子光聲成像探針在細胞内原位自組裝成不易被細胞泵出的納米探針，進而顯著增強小鼠乳腺癌惡性良性腫瘤處的光聲成像信号，實作CTSB高表達惡性良性腫瘤的特異性光聲成像。相關研究成果于12月8日以《Cathespin B-Initiated Cypate Nanoparticle Formation for Tumor Photoacoustic Imaging》為文章标題，發表于國際著名學術期刊《Angewandte Chemie International Edition, DOI: 10.1002/anie.202114766》。

對大多數癌症來說,疾病早期的五年存活率遠遠高于疾病晚期，并且患者也有相對較多的治療方案可供選擇，是以早期診斷對于癌症治療來說至關重要。CTSB由于在多種癌症早期過表達，是以被認為是一種潛在的早期癌症診斷标志物，準确高效評估體内CTSB的活性将為癌症的早期臨床診斷提供新的方法。

光聲成像是近年來發展起來的一種非入侵式和非電離式的新型生物醫學成像方法，它結合了光學成像的高對比度、特異性以及超聲成像的高穿透性，在生物醫學研究和疾病分子診斷方面具有巨大的應用潛力。

針對癌症早期診斷難題，結合自組裝過程對光聲成像探針信号的增強作用，作者基于本課題組特色的CBT-Cys點選縮合反應，設計出一種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Cypate-CBT進入CTSB高表達的惡性良性腫瘤細胞後，其二硫鍵被細胞内的谷胱甘肽還原，特定底物Val-Cit被CTSB識别并剪切，生成的産物Cypate-CBT-Cleaved将通過分子間的CBT-Cys點選反應形成環狀二聚體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富集在惡性良性腫瘤細胞中，進而增強光聲成像信号、延長光聲檢測時間。細胞和動物成像結果表明，與Cypate對照組相比，實驗組在乳腺癌細胞和惡性良性腫瘤中的光聲成像信号分别增強了4.9倍和4.7倍。将Cypate-CBT中的Val-Cit片段換成其他酶切序列，利用該政策可以設計出更多的“智能”光聲成像探針，為臨床上提供精準診斷相應癌症的新思路。

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

該研究得到了國家傑出青年科學基金、基金委創新研究群體項目，以及中央高校基大學研業務費專項資金項目的資助。

編輯 許大鵬