肿瘤相关成纤维细胞响应性铁蛋白纳米荧光探针

利用生物纳米材料对肿瘤进行高灵敏和特异性的成像,是近年来生物医学、材料学等领域成的研究热点。传统的肿瘤成像多是利用具有肿瘤细胞靶向作用的材料,使成像剂在肿瘤部位聚集。然而,肿瘤组织除了肿瘤细胞外,还存在着大量的细胞和非细胞成分,这些成分构成了肿瘤复杂的微环境。肿瘤细胞与其微环境的相互作用不仅促进了肿瘤的发展和转移,而且也造成了肿瘤的间质高压,从而阻碍了诊断及治疗材料在肿瘤部位的输运,使得靶向肿瘤细胞的成像技术受到了吉大的限制。因此,在肿瘤微环境中寻找新的特异性靶点,设计新的纳米成像材料有希望为解决这一瓶颈问题提供新的思路。

国家纳米科学中心聂广军研究员课题组选择肿瘤组织中比例最大的间质细胞——肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)作为靶点,以CAFs表面特异表达的具有蛋白酶功能的成纤维激活蛋白(FAP-a)作为响应条件,设计了以去铁铁蛋白为基本结构的纳米荧光探针,实现了对肿瘤部位的快速、特异性成像

该团队首先设计一段可被FAP-a特异性切开的多肽序列,将荧光染料连接于多肽氮端(FAM-DRGETGPAC-NH2),通过Sulfo-SMCC将多肽半胱氨酸残基的巯基与去铁铁蛋白外表面的氨基连接,使得荧光标记的多肽连接到了去铁铁蛋白的外表面,构建了FP-Ft;再将另一组去铁铁蛋白连接上FAM染料的淬灭剂BHQ-1,制得了B-Ft;将两种铁蛋白按照一定比例混合(FP-Ft:B-Ft=1:2),利用铁蛋白的重组技术,制得了荧光探针FPB-Ft。由于染料基团与其淬灭剂的距离较小所产生的荧光共振能量转移效应(FRET),探针处于静息状态;当探针进入肿瘤组织中接触到CAFs表面的FAP-a,连有荧光基团的肽段被从探针上切下,摆脱淬灭剂束缚,从而发出荧光。由于CAFs可能更接近肿瘤部位的新生血管,利用了肿瘤血管的高渗透作用,纳米探针渗出肿瘤血管后,不必接触肿瘤组织深处的肿瘤细胞,就可以实现高效的特异性针对肿瘤组织的荧光成像。不仅可以避开间质高压的影响,从而也极大的降低了在非肿瘤组织的非特异性成像。此探针的设计为基于利用纳米材料进行肿瘤诊断提供了新的思路。

相关工作得到了国家科技部973计划,国家自然科学基金的资助。

徐 广臣 About 徐 广臣

MaterialsViewsChina专栏作者,同时为WILEY出版集团旗下的材料科学类期刊提供作者服务。

Speak Your Mind

*