放射医学与辐射防护国家重点实验室史海斌教授课题组在肿瘤多模态成像研究领域取得新进展，相关成果以“Quantitatively Visualizing Tumor-Related Protease Activity in Vivo Using a Ratiometric Photoacoustic Probe”为题于1月28日在线发表在J. Am. Chem. Soc 杂志上 (J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 3265−3273)。论文链接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/%2010.1021%2Fjacs.8b13628。

肿瘤微环境相比于正常组织存在弱酸性、乏氧、强氧化还原性以及肿瘤特征酶高表达等特征。基质金属蛋白酶（MMPs）在恶性肿瘤的生长、侵袭、转移和血管生成过程中扮演着非常重要的角色，已经成为一类可靠的、重要的肿瘤生物标志物。因此，在体肿瘤内基质金属蛋白酶活性的无创、准确的定量评价对于肿瘤的诊断、治疗与疗效评价研究意义重大。

在最新进展中，史海斌教授课题组以肿瘤特征酶基质金属蛋白酶MMP-2为研究对象，通过将其特异性识别并剪切的多肽底物与近红外荧光染料(Cy5.5)和猝灭剂(QSY21)策略性耦联，构建得到一种激活型荧光/光声（PAI）、单光子发射计算机断层扫描（SPECT）多模态分子探针（图1）。该探针由于具有两亲性，在缓冲溶液中能够聚集成尺寸大小均一的纳米颗粒，然而在MMP-2酶的剪切下，纳米颗粒的聚集状态被破坏，释放出增强的近红外荧光的同时产生比率型光声信号变化。荷瘤鼠体内实验证明，通过测定ΔPAS₆₈₀/ΔPAS₇₃₀不仅可以对肿瘤进行PA成像，更重要的是，结合相应肿瘤的蛋白质免疫印迹（WB）数据，可将比率型光声信号与肿瘤中活性MMP-2的表达相关联，建立一种无创、准确的肿瘤特征酶活性定量分析新方法（图2）。

图1 MMP-2比率型光声探针设计

图2 利用比率型光声探针在体无创定量分析肿瘤特征酶MMP-2的活性。

本论文第一作者尹玲副教授为苏州大学在站博士后，放射医学与辐射防护国家重点实验室史海斌教授、高明远教授与苏州大学材料与化学化工学部纪顺俊教授为本论文的共同通讯作者，苏州大学为该论文第一单位。该工作得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省重点研发计划、江苏省高校重大项目及江苏省放射医学与防护重点实验室开放课题的共同资助。