Small Methods: 基于多肽自组装的纳米探针用于疾病以及疾病相关分子检测的研究进展与展望

分子成像技术已成为疾病诊断和临床治疗中不可或缺的工具。利用分子成像技术,不仅可以检测特定分子的表达和活性,还可以监测细胞和分子水平上的生物学过程,从而为治疗设计和疗效评估提供重要指导。设计和使用合理的分子探针对于分子成像的成功至关重要。近年来,随着纳米技术的快速发展,对分子或超分子自组装而形成的纳米结构探针的研究报道也越来越多。其中,基于多肽自组装的纳米探针因具有设计及合成简单、良好的生物相容性和降解性等优势而引起越来越多的关注。

目前为止,已经有大量不同分子量、氨基酸序列和手性的多肽从生物有机体中分离出来或通过化学合成构建出来。根据已有报道,芳香二肽、两亲性肽和聚合多肽均可作为分子堆积模块通过自组装形成特定的纳米结构,包括纳米纤维、纳米管以及纳米颗粒等。这些井然有序的纳米结构通常由多种非共价相互作用形成,从而赋予自组装多肽纳米探针对外部刺激的快速响应特性。通常有机荧光团、磁性离子螯合剂、放射性核素等各种成像元件都可以通过修饰与多肽共价结合或通过物理方法包埋在肽段中。因此,基于多肽自组装的纳米探针可用于荧光成像、光声成像、磁共振成像、计算机断层扫描成像和辐射成像等。

近日,中国医学科学院放射医学研究所刘鉴峰教授课题组在Wiley期刊Small Methods上发表了综述文章,总结了基于多肽自组装的纳米探针在疾病检测和疾病相关分子成像方面的最新研究进展,包括利用预组装或原位自组装的多肽探针对肿瘤进行检测、治疗评估以及对细菌性炎症进行诊断,利用多肽分子探针对蛋白酶和金属离子等分子进行传感以及细胞成像。此外还简要讨论了基于多肽自组装的纳米探针在临床转化和实际应用中面临的挑战和解决策略。相关论文在线发表在近期的Small Methods(https://doi.org/10.1002/smtd.201900403)。