9月6日，国际顶级学术期刊《J. Am. Chem. Soc.》在线发表了东南大学生物科学与医学工程学院/数字医学工程全国重点实验室梁高林教授课题组的研究成果，文章标题为《Tandem Targeting and Dual Aggregation of an AIEgen for Enhanced Near-Infrared Fluorescence Imaging of Tumors》。该项研究报道了一种智能“串联靶向、双重聚集”型荧光探针，其可以串联靶向癌细胞高表达的生物素受体和亮氨酸氨基肽酶（LAP）并在细胞中发生CBT-Cys点击反应介导的双重聚集，从而实现探针在肿瘤部位的增强富集并同时高效点亮荧光信号，实现对肿瘤的增强近红外荧光成像分析（J. Am. Chem. Soc.2024, DOI: 10.1021/jacs.4c10606）。
近红外聚集诱导发光发光染料（AIEgen）是一种非常有临床应用潜力的荧光探针。然而，已报道AIEgen的类型大多是“单靶向”和“单聚集”（即分子间聚集），其成像特异性和灵敏度有限。具有串联靶向和双聚集（即分子内和分子间同时聚集）特征的近红外AIEgen可进一步提高成像特异性和灵敏度，却尚未见报道。基于此，梁高林教授课题组设计了一种近红外AIEgen探针β-tBu-Ala-Cys(StBu)-Lys(Biotin)-Pra(QMT)-CBT (Ala-Biotin-QMT)（见下图）。首先，Ala-Biotin-QMT通过主动靶向肿瘤细胞膜高表达的生物素受体（第一重靶向）有效进入细胞，然后在LAP的特异性识别及酶切下形成反应中间体Biotin-QMT（第二重靶向）。接着，上述中间体迅速发生细胞内CBT-Cys反应生成环状二聚体（第一重聚集）并进一步组装成纳米颗粒（第二重聚集），“点亮”并增强AIE信号以实现对肿瘤的高灵敏近红外荧光成像。细胞和动物实验结果表明，上述“串联靶向、双重聚集”策略可以在癌细胞成像和活体肿瘤成像中分别实现4.8倍和7.9倍的荧光信号增强。该智能“串联靶向、双重聚集”型近红外荧光探针有望在将来应用于临床肿瘤的早期诊断。
该论文的共同第一作者为东南大学生物科学与医学工程学院博士生邓瑜和扬州大学化学化工学院徐玲玲博士。东南大学副研究员占文俊和东南大学首席教授、数字医学工程全国重点实验室副主任梁高林为该论文的共同通讯作者。该工作在国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、江苏省前沿引领技术基础研究重大项目的资助下完成。
附文章链接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c10606