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中国科学家开发出一种用于早期肿瘤诊断的智能探针
来源:网络        作者:佚名        时间:2022-01-07
  由于在早期或晚期接受治疗的癌症患者的5年相对生存率差别很大,因此对肿瘤进行早期检测对于癌症治疗而言具有非常重要的意义,由于组织蛋白酶B(CTSB,Cathepsin B)在早期多种类型癌症中的表达量会增加,因此其常常被认为是进行癌症早期诊断的潜在生物标志物,因此对CTSB进行有效和精确地监测或能为科学家们开发癌症诊断的策略提供新的出路。


  近日,一篇发表在国际杂志Angewandte Chemie International Edition上题为“Cathespin B‐Initiated Cypate Nanoparticle Formation for Tumor Photoacoustic Imaging”的研究报告中,来自中国科学技术大学等机构的科学家们研究发现,将小分子PA成像(光声成像,photoacoustic imaging)探针通过CTSB引发的细胞内自组装到纳米颗粒中,或许就能实现对过表达CTSB的肿瘤进行特异性的光声成像。

  PA成像是一种新型的非侵入性和非电离生物医学成像手段,由于其具有出色的组织穿透深度和高空间分辨率,因此该技术在生物医学研究和疾病诊断领域具有非常大的潜力。为了应对早期肿瘤检测的挑战,研究人员利用具有自组装信号增强作用的PA成像探针,设计出了一种CTSB可激活的近红外PA探针Cypate-CBT(Val-Cit-Cys(SEt)-Lys(Cypate)-CBT,Cypate为近红外多次甲基菁染料),当探针Cypate-CBT进入过表达CTSB的肿瘤细胞后,其二硫键就会被细胞内的谷胱甘肽还原,从而就会导致其特定的裂解底物Val-Cit被CTSB分解产生Cypate-CBT-Cleaved分子,其会经历分子间的CBT-Cys点击反应从而产生Cypate-CBT-二聚体,随后该二聚体分子就会自组装成为近红外纳米颗粒Cypate-CBT-NPs。

  这种新方法或能有效增强局部探针的浓度,并延长其保留的时间,也能增强探针的PA信号用于CTSB的活动成像。研究人员发现,与未经修饰的近红外多次甲基菁染料(Cypate)相比,这种新开发的探针分子在CTSB高表达的MDA-MB-231癌细胞或肿瘤中分别能表现出4.9倍和4.7倍的PA信号增强。本文研究结果或揭示了设计出更多智能PA探针来实现对肿瘤精准检测诊断的可能性。

  综上,本文研究中,研究人员期待Cypate-CBT探针或有望作为一种有效的PA成像制剂被用于早期癌症的临床诊断过程中。

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