新型探針技術作用大助力多種疾病研究

　　本文中，小編整理了多篇研究報告，共同解析科學家們如何利用探針技術進行多種疾病的研究，分享給大家！

　　【1】J Biomed Optics：新型探針有助于黑色素瘤的早期檢測

　　doi：10.1117/1.JBO.23.12.125004

　　黑色素瘤是最致命的皮膚癌，每年全球有超過130，000人被診斷出來。現在正在開展的一項有助于早期檢測的工具：一種簡單的激光探針，能夠在幾秒鐘內區分無害痣和癌癥。

　　“對于皮膚癌，有一種說法，如果你能發現它，你可以阻止它  -而這正是這個探針的設計目的，”研究員Daniel Louie說：“我們使用廉價材料開發這項技術，因此最終的設備易于制造，并可能會被廣泛用作皮膚癌的初步篩查工具。探頭的工作原理是光波在穿過物體時會發生變化。研究人員將激光照射到志愿者患者的皮膚組織中，并研究了這種光束發生的變化。

　　【2】Angew Chem：新型化學探針幫助看見大腦免疫細胞

　　doi：10.1002/anie.201903058

　　韓國和新加坡的研究人員首次開發出一種化學探針，可以對活體動物大腦中的一種名為小膠質細胞的免疫細胞進行實時成像。這項發現由韓國浦項科技大學基礎科學研究所(IBS)和新加坡生物成像聯盟(SBIC)和新加坡科學、技術和研究機構(A*STAR)的新加坡免疫網絡(SIgN)領導；此外，新加坡杜克大學-新加坡國立大學醫學院(Duke-NUS Medical School) 進行了關鍵的成像研究以幫助科學家了解大腦疾病的發展，如中風，自閉癥，阿爾茨海默氏癥和帕金森病。

　　小膠質細胞是大腦中主要的免疫細胞。雖然小膠質細胞在一個世紀前就被發現，但直到最近研究人員才發現它們在各種神經系統疾病的發展中發揮著重要作用。這些發現得益于分離這些細胞的技術的進步，以及從小膠質細胞譜系中表達熒光蛋白的轉基因小動物系統，從而使光學顯微鏡能夠實時成像。然而，研究人類和靈長類動物的小膠質細胞是極其困難的。

　　【3】ACS Nano：科學家利用納米探針捕捉殘余腫瘤細胞

　　doi：10.1021/acsnano.8b02681

　　近日，來自上海交通大學的研究人員在ACS Nano雜志上發表了一項最新的研究成果，該研究構建了基于縫隙增強拉曼探針的診療一體化系統，實現在術中高特異、高靈敏地檢測殘余微小腫瘤細胞，同時能發揮光熱治療作用清除殘余微小腫瘤細胞，以避免術后腫瘤的復發。

　　當前，手術切除仍然是最有效的腫瘤治療方法。然而，在許多侵襲性或轉移性癌癥中，腫瘤邊界分布不清晰，腫瘤生長浸潤周圍重要器官或神經結構。在這種情況下，即使是經驗豐富的外科醫生也無法通過手術徹底清除腫瘤，以致留下殘余的微小腫瘤。這些殘留的微小腫瘤會引起致命性的腫瘤復發和轉移。因此，如何實現在術中檢測并根除這些殘余的微小腫瘤對癌癥的治療至關重要。

　　【4】Nat Commun：準確無殘留！熒光探針精準指導手術切除乳腺癌！

　　doi：10.1038/s41467-018-05727-y

　　一個來自荷蘭和中國的合作研究團隊對一種用于輔助乳腺癌病人手術過程中腫瘤組織切除的熒光探針進行了測試，相關研究成果于近日發表在《Nature Communications》上。進行手術切除的乳腺癌病人常常會切除一些必需的正常乳腺組織，因為常規手術會切除腫瘤組織周圍一圈的正常組織，以此來防止隱藏的乳腺癌組織被殘留下。盡管如此，仍然還有20%的病人需要進行第二次手術來切除殘留的腫瘤組織。這是由于腫瘤細胞很難區分，外科醫生在手術中常常會依賴他們的手指去尋找小的腫瘤塊。

　　由于存在這樣的問題，醫學研究人員一直在試圖開發熒光染料以提高手術切除的準確性。就像它們的名字一樣，熒光探針是可以注射到體內使癌細胞發光的化合物，從而使癌細胞更容易被看到。在這項新研究中，研究人員注意到盡管相關的研究很多，但是并沒有人測試過使用這些熒光探針是否可以提高臨床手術效果。為了解決這個問題，他們設計了一個相關實驗。

　　【5】Chem Sci：科學家開發出新探針可體內追蹤細胞長達一周，將加速細胞療法

　　doi：10.1039/c8sc00900g

　　涉及將工程化的免疫細胞回輸到病人體內進行腫瘤治療的免疫療法將由于一種新型成像系統而往前邁一步。科學家們已經開發出了一種新的可以追蹤免疫細胞在體內運動長達一周的方法，因此可以幫助醫生監控細胞療法的療效。研究人員表示這個系統將幫助加速測試這些療法是否安全。

　　在現有的技術中，研究人員往往會給免疫細胞標記上可以發出紅光的熒光分子，但是這些化合物會很快降解，因此難以追蹤超過兩天。而現在來自愛丁堡大學的研究人員開發出了一種新的化學試劑，可以長期穩定的發出近紅外光用于長時間成像。

　　這些近紅外光可以在不需要手術的情況下通過身體掃描儀檢測，可以準確反映標記細胞的位置。在小鼠身上的研究發現這些化合物可以在活體內追蹤長達7天。同時這種化學標記不會影響靶細胞的功能，也不會被轉移到其他細胞上，這使得研究人員可以準確監控這些回輸細胞的命運。

　　【6】ACS Cent Sci：一種新型分子探針讓癌癥干細胞無處可逃

　　doi：10.1021/acscentsci.8b00313

　　在治療原發性腫瘤后，癌癥干細胞仍然可能潛伏在體內，作好轉移到身體其他部位的準備并以更具侵襲性和抵抗治療的形式導致癌癥復發。在一項新的研究中，來自美國伊利諾伊大學香檳分校的研究人員開發出一種分子探針來找出這些難以捉摸的癌癥干細胞并照亮它們，這樣不僅能夠在體外的細胞培養物中而且也能夠在天然環境---身體---中鑒定、追蹤和研究它們。他們描述了利用這種分子探針在多種人癌細胞系的體外培養物中和活小鼠體內鑒定出癌癥干細胞的有效性。

　　研究者Jefferson Chan表示，這真地是首次能夠在癌癥干細胞存在的復雜環境中觀察到它們---不僅僅是在體外的細胞培養物或者人工腫瘤微環境中。觀察到它們是理解它們的第一步。如今，我們能夠觀察到它們潛藏在何處，隨著疾病的進展，它們如何發生變化，或者當進行治療時，它們如何作出反應。

　　【7】ACS Omega：新型熒光探針或能有效尋找胰腺癌細胞

　　doi：10.1021/acsomega.6b00403

　　患者被診斷為胰腺癌時就意味著其存活期不會超過一年，而且有些研究表明，在未來15年里胰腺癌或將成為癌癥相關死亡的第二大主要原因，患者通常需要接受外科手術來移除機體的癌變組織，而化療和放療似乎并不會明顯改善患者的預后。

　　為了改善手術中癌癥組織的篩查和手術前癌癥的檢測，來自波特蘭州立大學和俄勒岡健康與科學大學的研究人員通過研究開發出了一種能夠靶向作用胰腺癌組織的新型熒光探針，這種探針并不需要對其結合來靶向胰腺癌組織，其能夠在四種水平下幫助研究人員對腫瘤組織可視化，即器官層面、切除的組織層面、單細胞層面以及亞細胞器層面。相關研究刊登于國際雜志ACS Omega上。

　　【8】Nat Chem Biol：首次利用熒光探針解析細胞膜的奧秘

　　doi：10.1038/nchembio.2059

　　近日，來自日本、美國和印度的科學家們首次在活細胞中觀察到了細胞膜中的筏區域，即細胞膜中攜帶特殊分子群體的活性部位，相關研究刊登于國際雜志Nature Chemical Biology上。文章中研究人員Naoko Komura說道，對于俗稱為筏區域的特殊細胞膜結構域的推測已經超過25年了，但科學家們從來沒有在活細胞中真正觀察到該結構，而本文中研究者就做出了重大的突破。

　　文章中研究人員觀察了神經節甘脂的行為，神經節甘脂是一種特殊的脂質分子，其在機體多種生物學過程中扮演著重要角色，包括脂質筏區域的形成、毒素進入細胞以及化學信號的接收等。然而科學家們并不很清楚神經節苷脂的工作機制，截至目前為止研究者們缺少可以精確追蹤神經節苷脂運動的探針。

　　【9】Chem Biol：局部熒光探針有望幫助檢測腸癌

　　doi：10.1016/j.chembiol.2014.11.008

　　近日，國際化學與生物學雜志Chemistry & Biology發表了來自斯坦福大學醫學院Matthew Bogyo研究小組的一項最新研究成果，他們發現一種熒光淬滅探針（aABP）能夠特異性靶向在腸道發育不良中高表達的半胱氨酸蛋白酶，對指示腸道腫瘤具有非常高的敏感性和特異性。早期檢測結腸息肉能夠預防高達90%的結腸癌病人死亡，傳統的結腸鏡檢查能夠便捷檢測大多數的已表現出特定形態的癌前病變，但對于潛伏病變，結腸鏡檢查并不能有效檢測。因此基于分子差別開發檢測試劑提高腸癌的檢測率變得十分必要。

　　之前研究發現半胱氨酸蛋白酶在自發性腸息肉和化學誘導結腸癌導致的腸道不良發育中具有非常高的表達水平。本文研究人員針對檢測半胱氨酸蛋白酶發現了一種熒光淬滅探針（aABP），能夠選擇性靶向多種半胱氨酸蛋白酶，并且發現aABP通過靶向半胱氨酸蛋白酶，提高了對人和小鼠腸道腫瘤識別的敏感性和特異性。除此之外，aABP能夠通過靜脈注射給藥或結腸部局部給藥，減少病人檢測時的痛苦。

　　【10】Small：新熒光納米探針助力腫瘤治療

　　doi：10.1002/smll.201302765

　　刊登在國際雜志Small上的一篇研究論文中，來自新加坡A*STAR研究所的研究人員開發了一種混合金屬聚合物納米顆粒，其在腫瘤細胞周圍特殊的酸性環境下就會發光用以指示腫瘤所在，因此可以鑒別任何腫瘤的非特異性探針或許就可以用于監測癌癥的發病部位、擴散及其療法的有效性。

　　癌性腫瘤pH通常比正常的pH低，進而就會導致癌細胞內部和周圍微環境中呈現酸性，正常細胞和腫瘤細胞之間的簡單差異就可以幫助很多研究人員開發新型探針以利用光學成像和磁共振等技術來檢測腫瘤的低pH微環境。然而許多靶向胞內pH的探針需要探針進入細胞內部來發揮作用，而一項巨大的挑戰就是如何能夠檢測到正常細胞和腫瘤細胞胞外微環境的微小pH差異，一旦可以成功實現這種微小pH差異的檢測就意味著探針并不需要進入細胞就可以檢測出腫瘤細胞。