1. 市場應(yīng)用前景
(1) 探針AzoCy-CF3可以精確區(qū)分腫瘤乏氧異質(zhì)化,為可視化測定乏氧程度和輔助癌癥治療提供有力的分子工具。
(2) 探針AzoCyS-CF3具有肝臟代謝和保留的能力,能實時跟蹤肝臟缺血再灌注(HIR)手術(shù)中乏氧-復(fù)氧過程,且響應(yīng)時間為20分鐘,具有手術(shù)導(dǎo)航的潛在作用。
(3) AzoCys-CF3可作為一種有效的NIRF/PA雙模態(tài)成像試劑,成功可視化了非酒精性脂肪肝(NAFLD)模型中慢性肝臟乏氧的程度,用于監(jiān)測慢性肝缺氧和評估保肝藥物對NAFLD的治療效果。
圖1. 探針AzoCy-CF3可逆性檢測“乏氧-常氧”的反應(yīng)機制及在肝臟缺血再灌注和非酒精性脂肪肝
圖2. 探針AzoCyS-CF3用于NAFLD小鼠慢性缺氧模型的體內(nèi)檢測及藥物保肝作用的評價
該工作提供了一例可靠的雙模式成像試劑AzoCyS-CF3,用以可視化肝臟循環(huán)缺氧歷程和慢性肝疾病康復(fù)評估,這對研究循環(huán)乏氧相關(guān)性疾病的病理進展具有重要意義。
2. 痛點問題
循環(huán)性缺氧已被認為是多種肝臟疾病的典型特征,其實時成像對于更好地了解其生物學(xué)功能具有重要意義。近年來,文獻報道了多例用于診斷肝臟乏氧的敏感型熒光探針,并進一步將熒光成像與光聲成像相結(jié)合,以高靈敏度和高組織穿透深度的特點可視化細胞和組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)。然而,大多數(shù)乏氧探針是不可逆的,換言之,探針一旦響應(yīng)乏氧環(huán)境將始終保持熒光“開啟”狀態(tài),不再實時地監(jiān)測氧氣壓力(pO2)變化,這不可避免地導(dǎo)致“假陽性”信號。因此,目前尚缺乏有效的光學(xué)探針用于肝臟循環(huán)乏氧的實時動態(tài)檢測。
3. 解決方案
近期,南京大學(xué)郭子建院士/陳韻聰教授團隊開發(fā)了一例新穎的近紅外乏氧可逆探針AzoCy-CF3,由熒光報告單元硫雜蒽部花菁和乏氧識別基團雙三氟甲基芳環(huán)偶氮組成。AzoCy-CF3探針在體外和細胞中均表現(xiàn)出“乏氧-復(fù)氧”環(huán)境下的循環(huán)可逆成像,并成功應(yīng)用于肝臟缺血再灌注模型和非酒精性脂肪肝模型的乏氧監(jiān)測,為建立一個專門用于診斷和監(jiān)測乏氧相關(guān)性肝臟疾病的平臺提供了一個強大而可靠的成像工具。
生物醫(yī)藥
基于目前的研究成果,團隊將繼續(xù)開發(fā)響應(yīng)速度更快的乏氧可逆活體成像探針,并應(yīng)用于其他乏氧相關(guān)疾病的示蹤、藥物療效評價以及熒光導(dǎo)航腫瘤切除手術(shù)等場景。
(1)該探針由于偶氨鍵的快速異構(gòu)化而淬滅熒光,在乏氧狀態(tài)下,偶氮鍵還原為肼鍵并伴隨吸收波長紅移,760 nm 處英光增強96.3倍。
(2)Az0Cy-CF3探針在體外溶液和細胞中都表現(xiàn)出"乏氧-復(fù)氧"環(huán)境下的循環(huán)可逆成像且在肝正常L02和肝癌 HepG2 細胞乏氧狀態(tài)下表現(xiàn)出較高的氧含量敏感性。
(3)進一步將探針Az0Cy-CF3應(yīng)用于肝臟缺血再灌注(HIR)模型中,實時“可逆性“跟蹤HIR 過程,即在缺血時近紅外熒光/光聲(NIRF/PA)信號增強,再灌注時NIRF/PA信號減弱,如此循環(huán)往復(fù)。
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