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尹玉新团队在《ACS Applied Materials & Interfaces》报道一种新型肿瘤微环境响应型荧光纳米探针

时间:2019-10-08 12:00:00  来源:  作者:

 

近日,尹玉新團隊在美國化學會旗下著名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》(IF8.456)在線發表了題爲“GSH-Priming Nanoreactors Enable Fluorophore Core/Shell Transition for Precision Cancer Imaging”的研究論文,報道了一種新型腫瘤微環境響應性熒光納米反應器。該反應器爲一種開關型納米探針,在血液和正常組織實現熒光淬滅,而在腫瘤組織特異性地激活,具有較高的成像信噪比,可用于腫瘤部位精准成像和腫瘤邊緣的准確識別。該論文被雜志編輯選爲Supplementary Cover

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臨床上,手術切除是惡性腫瘤最常用和最有效的治療方法之一,目前外科醫生主要依靠觸診和目視檢查的方法來判斷手術切緣,難以准確區分腫瘤組織和正常組織。如果腫瘤組織不能完全切除,術後容易複發;如果不必要地切除瘤周健康組織,可能會影響正常的生理功能。因此,如何准確識別腫瘤組織邊緣及瘤周正常組織中的微小腫瘤病竈是外科手術中的一大挑戰。

近紅外熒光成像背景低,分辨率高,可以在術中實時進行,作爲一種精准手術導航技術具有良好的應用前景。然而,目前已經被FDA批准的熒光成像劑,如吲哚菁綠,無法對腫瘤進行特異性成像,用于腫瘤成像的信噪比較低。研究人員利用腫瘤組織高表達還原性谷胱甘肽(GSH)的特點,構建一種高效還原響應型熒光納米反應器(GSH-Priming Nanoreactor, GPN)。GPN爲核殼結構高分子聚合物納米粒,由富含大量二硫鍵和熒光染料的內核和聚乙二醇偶聯的白蛋白外殼組成。在低于3 mM GSH的環境中,處于納米內核中的熒光分子間由于熒光能量共振轉移效應而相互淬滅,使得GPN幾乎不發熒光;而在高于3 mM GSH的環境中,GPN內核中的二硫鍵斷裂,釋放出來的遊離熒光分子由于與外殼白蛋白之間的強親和性,發生核-殼躍遷,與白蛋白結合而産生強烈熒光;同時,熒光分子的分離使得GPN內核中的氧化還原反應效率提高,增強納米探針對GSH的響應靈敏度。該GPN探針在荷瘤小鼠模型上實現了極高的腫瘤組織特異性成像效率和腫瘤邊緣識別能力。

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北京大學基礎醫學院系統生物醫學研究所爲本研究論文的第一責任通訊單位,尹玉新教授爲通訊作者,林志強副研究員和北京大學藥學院張強教授分別爲第一作者和共同通訊作者。本研究得到北京大學醫學部人才引進與啓動基金和國家自然科學基金的支持。

論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b11063

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