近日，国际著名学术期刊《ACS Nano》在线发表了东南大学生物科学与医学工程学院/生物电子学国家重点实验室梁高林教授课题组的研究成果，文章标题为《Granzyme B Turns Nanoparticle Fluorescence “On” for Imaging Cytotoxic T Lymphocyte Activity in Vivo》。该项研究报道了一种智能的荧光“双猝灭”纳米探针，其在毒性T淋巴细胞（CTLs）释放的颗粒酶B的特异性剪切下原位解组装，从而“点亮”花菁类染料Cy5.5的荧光信号，实现对颗粒酶B介导的CTLs抗肿瘤活性的原位成像分析（ACS Nano2022, DOI: 10.1021/acsnano.2c08896）。
CTLs是一种重要的免疫细胞，精确评估其抗肿瘤活性可以监测肿瘤免疫治疗的疗效，从而指导合理用药，大大提高患者的生存率和治愈率。然而，如何在活体水平精确评估CTLs活性仍然是目前临床所面临的巨大挑战。基于此，梁高林教授课题组提出并发展了一种“智能”的胞内解组装荧光成像策略用于CTLs的活体成像分析。作者首先合理设计出一种近红外荧光探针Cys(StBu)-Ile-Glu-Phe-Asp-Lys(Cy5.5)-CBT（Cy5.5-CBT），然后利用CBT-Cys点击缩合反应诱导Cy5.5-CBT生成环状二聚体并进一步自组装，促使探针分子上的Cy5.5荧光团发生分子内和分子间的双重聚集，制备了荧光“双猝灭”的纳米颗粒Cy5.5-CBT-NPs（见下图）。当纳米颗粒被肿瘤细胞内吞后，其IEFD序列被颗粒酶B特异性识别和剪切，发生解组装，“点亮”近红外荧光。体外研究表明，该“双猝灭”策略具有背景低、放大倍数大等优势，从而实现了对颗粒酶B的高灵敏检测（检测限低至170 fM）。同时，通过细胞和动物实验验证了该探针对CTLs活性原位实时成像的可行性。该智能荧光“双猝灭”纳米探针有望在将来应用于临床肿瘤免疫治疗的疗效评估。
该论文共同第一作者为东南大学生医学院博士生徐玲玲，苏州大学功能纳米与软物质研究院硕士生刘南辉和东南大学副研究员占文俊博士。东南大学首席教授、生物电子学国家重点实验室副主任梁高林教授为唯一通讯作者。特别感谢苏州大学刘庄教授和陈倩教授对该工作的支持和帮助！
该研究得到了国家杰出青年科学基金、国自然面上项目和青年基金的资助。
附文章链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.2c08896