5月13日，湖南省人民醫(yī)院(湖南師范大學(xué)附屬第一醫(yī)院)研究團(tuán)隊(duì)在期刊《Advanced Science》上發(fā)表了研究論文，題為“Synergistic Probe Combining Lysosome Anchoring and Tumor Defense System Targeting for Precise Tumor Visualization”，本研究介紹了一類靶向溶酶體的、可激活的光學(xué)探針（Dx-NH2），其利用了腫瘤代謝重新編程過(guò)程中溶酶體含量增加這一特點(diǎn)。溶酶體的質(zhì)子化能夠使探針保持活性，從而實(shí)現(xiàn)更好的單細(xì)胞分辨率和減少假陰性信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)更精確的腫瘤成像，研究人員通過(guò)引入γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶底物的方式，從CN-D-NH2合成出了探針CN-D-GGT，遵循了團(tuán)隊(duì)先前的進(jìn)攻與防御整合策略。由于其巧妙的設(shè)計(jì)，CN-D-GGT在激活后會(huì)顯示出明顯的熒光和光聲信號(hào)變化，使其能夠用于多模態(tài)成像。它還具有高特異性，能夠在共培養(yǎng)中區(qū)分癌細(xì)胞（約6倍），并清晰地區(qū)分腫瘤與正常組織和發(fā)炎組織（T/N 或 T/I 信號(hào)比率> 3.5）。重要的是，它還可以在臨床樣本中區(qū)分癌組織與相鄰組織。這項(xiàng)工作開(kāi)發(fā)了一種能夠在復(fù)雜病理環(huán)境中準(zhǔn)確照亮腫瘤的探針，有望輔助術(shù)中切除決策，避免過(guò)度切除或遺漏切除。

光學(xué)分子探針在癌癥精準(zhǔn)成像中的雙重挑戰(zhàn)：脫靶激活與熒光擴(kuò)散

01

作為全球最嚴(yán)重的健康問(wèn)題之一，癌癥需要高精度的診斷工具來(lái)輔助臨床治療，旨在同時(shí)降低復(fù)發(fā)率并提高患者的生活質(zhì)量。光學(xué)分子探針憑借其非侵入性、高靈敏度和高選擇性等特點(diǎn)，在癌癥的臨床診斷中得到了應(yīng)用。然而，目前用于精確腫瘤成像的光學(xué)分子探針?lè)N類仍然有限。主要的兩個(gè)挑戰(zhàn)是脫靶激活（會(huì)產(chǎn)生假陽(yáng)性信號(hào)）以及激活后的熒光團(tuán)擴(kuò)散（可能導(dǎo)致假陰性成像結(jié)果）。

用于活細(xì)胞成像的CN─D─GGT

02

基于其區(qū)分正常細(xì)胞和癌細(xì)胞的潛力，CN─D─GGT與癌細(xì)胞或正常細(xì)胞共同孵育1小時(shí)。在此之前，CN─D─GGT的生物相容性已得到證實(shí)。隨后通過(guò)共聚焦顯微鏡獲取了所有細(xì)胞系的熒光圖像。代表性熒光圖像顯示，HepG2細(xì)胞中CN─D─GGT的熒光強(qiáng)度約為正常細(xì)胞的6倍。光聲圖像中也觀察到了類似的趨勢(shì)。這種增強(qiáng)的信號(hào)可能歸因于HepG2細(xì)胞中膜GGT過(guò)表達(dá)和溶酶體數(shù)量增加的共同作用。CN─D─GGT的細(xì)胞內(nèi)分布與Lyso-Tracker高度共定位，表明CN─D─GGT在被GGT激活后被溶酶體進(jìn)一步捕獲。此外，CN─D─GGT在HepG2細(xì)胞中的熒光和光聲信號(hào)均可被GGT抑制劑DON抑制，證實(shí)了CN-D-GGT的激活依賴于GGT活性。

受此結(jié)果的鼓舞，研究人員接下來(lái)建立了一個(gè)細(xì)胞共培養(yǎng)系統(tǒng)，以更好地模擬腫瘤微環(huán)境的復(fù)雜細(xì)胞組成。為了建立細(xì)胞共培養(yǎng)模型，研究人員首先用 Hoechst 33342 預(yù)標(biāo)記正常細(xì)胞。然后將 HepG2 細(xì)胞接種到同一個(gè)共聚焦培養(yǎng)皿中，與正常細(xì)胞共培養(yǎng) 24 小時(shí)。在成像前，將共培養(yǎng)系統(tǒng)與 CN─D─GGT 孵育 15、30 或 60 分鐘。共聚焦圖像顯示，通過(guò) Hoechst 核染色識(shí)別的正常細(xì)胞幾乎沒(méi)有熒光，而未標(biāo)記的 HepG2 細(xì)胞則顯示出明顯的熒光信號(hào)。這些結(jié)果表明，即使在共培養(yǎng)條件下，CN─D─GGT 也能有效區(qū)分癌細(xì)胞和正常細(xì)胞，突顯了其在精準(zhǔn)腫瘤成像方面的潛力。

實(shí)驗(yàn)配圖

結(jié)論

03

總之，研究人員利用腫瘤相關(guān)的細(xì)胞外酸中毒現(xiàn)象以及溶酶體含量的增加，基于改良的半氰基骨架，開(kāi)發(fā)了一系列靶向溶酶體的可激活探針（Dx-NH2）。

參考資料：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.75664

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