癌癥早期診斷是一種專門針對癌癥早期患者的診療方法,其目的在于早發現,早治療,減輕患者的痛苦,以及精神、經濟負擔。早期或晚期治療的癌癥患者,其5年相對存活率差異很大,所以早期檢測腫瘤對癌癥治療非常重要。
組織蛋白酶B (CTSB)被認為是癌癥早期診斷的潛在生物標志物,因為它在許多癌癥類型的早期階段都會增加表達。因此,對CTSB活動的有效和精確監控,有望為早期腫瘤診斷提供新思路。
近日,在一項新研究中,中科院下屬的中國科學技術大學(USTC)的研究小組通過CTSB引發的小分子PA成像探針,在細胞內自組裝成納米顆粒,實現了CTSB高表達腫瘤的特異性光聲(PA)成像。
PA成像是一種新型的非侵入性、非電離性生物醫學成像方法,由于其出色的組織穿透深度和高空間分辨率,在生物醫學研究和疾病診斷方面具有巨大的潛力。
為了應對早期腫瘤檢測的挑戰,研究人員利用PA成像探針的自組裝信號增強,設計了一種可激活CTSB的近紅外PA探針Val-Cit-Cys(SEt)-Lys(Cypate)-CBT(Cypate-CBT)。當Cypate-CBT進入CTSB高表達的腫瘤細胞時,其二硫鍵被細胞內谷胱甘肽還原,其特定的裂解底物Val-Cit被CTSB裂解產生Cypate-CBT-Cleaved,后者經過分子間CBT-Cys點擊反應,產生Cypate-CBT-Dimer。然后Cypate-CBT-Dimer自組裝成近紅外納米顆粒的Cypate-CBT-NPs。
這種方法有效增加了局部探針濃度,延長了保留時間,并增強了探針的PA信號,用于CTSB活動成像。研究人員發現,與未修飾的Cypate相比,新設計的探針在CTSB高表達的MDA-MB-231癌細胞或腫瘤中,分別顯示出4.9倍和4.7倍的PA信號增強。
題為Cathespin B-Initiated Cypate Nanoparticle Formation for Tumor Photoacoustic Imaging的相關研究論文發表在《德國應用化學》(Angewandte Chemie International Edition)上。
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論文原文:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202114766