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柔性电子(未来技术)研究院黄维院士、李林教授团队在临床胶质瘤样本快检领域取得新进展
发布时间:永乐高030net入口年09月19日 来源:柔性电子(未来技术)研究院

神经胶质瘤(Glioma)是最常见的原发性中枢神经系统肿瘤,其源于神经胶质细胞的癌变,肿瘤细胞生长速度快,浸润性破坏脑组织,造成一系列的症状,如偏瘫、头痛、呕吐、意识障碍等。其中恶性胶质瘤是肿瘤中生存期最短、恶性程度最高的肿瘤之一。由于胶质瘤浸润性生长,与脑组织间无明显边界,当前临床手术治疗难以做到完全切除。随着精准外科理念的提出,术中导航技术逐渐被应用于临床,让外科手术有了“地图”的指引,对于高度浸润的、周围组织复杂的胶质瘤切除手术,具有极大的临床价值。而基于荧光实时成像的荧光引导手术,其荧光分子探针能在术中实时点亮癌细胞,突破了传统手术治疗的精度极限。单胺氧化酶A(Monoamine Oxidase A,MAO-A)的异常表达与胶质瘤的发生发展密切相关,使其成为胶质瘤诊疗的有效靶点。因此,实现胶质瘤中MAO-A的快速、灵敏检测有望应用于肿瘤的早期诊断和术中导航。

近日,厦门大学柔性电子(未来技术)研究院黄维院士、李林教授团队与西北工业大学彭勃副教授合作在Angew. Chem. Int. Ed.杂志发表了题为“Ultrafast Detection of Monoamine Oxidase A in Live Cells and Clinical Glioma Tissues Using an Affinity Binding-Based TwoPhoton Fluorogenic Probe”的研究论文。该工作通过对双光子荧光团进行理性设计,合成出了一种基于亲和力结合的双光子荧光探针(CD1),用于快速检测人脑胶质瘤细胞和组织中MAO-A的含量。

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该工作首先通过分子对接筛选出适配于MAO-A空腔大小的双光子荧光团(pre-mito),然后对pre-mito进行了不同取代位置的官能化,以提供线粒体靶向能力和MAO-A疏水空腔结合能力。结果表明,氨丙基基团的接入不仅提供了线粒体靶向能力,并显著提高探针与MAO-A的结合亲和力。由于分子内扭曲电荷转移(TICT)效应,CD1在自然状态下几乎无荧光。当CD1进入MAO-A空腔时,空腔内的有限空间限制了包括探针自由旋转在内的构象变化。这一过程诱导了限域荧光效应(Confinement fluorescence effect,CFE),从而导致荧光信号增强。上述过程实现了探针与MAO-A空腔的快速结合,决定了CD1对MAO-A具有较高的亲和力和选择性。测试中发现,CD1可以在20秒内完成对MAO-A的检测,是目前已知最快的检测MAO-A荧光探针。在活细胞MAO-A的原位成像中,探针可以准确定位线粒体并精准检测并区分不同细胞系MAO-A表达含量。最后,基于CD1的高敏感性和双光子荧光激发特性,探针成功区分了MAO-A在人脑胶质瘤/瘤旁组织中的表达差异。这些结果证明CD1具有在胶质瘤临床快速诊断和荧光术中导航应用的巨大潜力。

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黄维院士、李林教授和彭勃副教授为本文的共同通讯作者,文章的第一作者是厦门大学一年级博士研究生张聪聪、博士后方海啸博士和安徽医科大学副教授杜威博士。本工作得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目的支持。

论文链接:https://doi.org/10.1002/anie.永乐高030net入口10134

(柔性电子(未来技术)研究院)

【责任编辑:王志鹏】
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