近期，天津大學(xué)化工學(xué)院仰大勇教授課題組在生物材料領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《Biomaterials》上發(fā)表生物合成蛋白質(zhì)分子影像探針用于精準腫瘤成像的最新成果。該研究利用生物合成的策略，開發(fā)了一種腫瘤特異性雙模態(tài)分子影像探針，該探針生物相容性好，在小鼠腦膠質(zhì)瘤模型中，顯示出優(yōu)異的腫瘤靶向和熒光/磁共振成像效果，為分子影像探針的設(shè)計和開發(fā)提供了生物合成新思路。相關(guān)成果已申請中國發(fā)明專利。天津大學(xué)化工學(xué)院講師趙懷鑫博士和碩士研究生趙慧婷為共同第一作者。
合作者包括天津醫(yī)科大學(xué)王銀松教授和澳大利亞新南威爾士大學(xué)谷子高級講師。該研究得到國家自然科學(xué)基金和中國博士后科學(xué)基金的資助支持。
分子影像可在亞細胞、細胞和組織水平反映活體狀態(tài)下分子水平變化，在疾病診斷和治療中發(fā)揮重要作用。分子影像涉及化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物、計算機科學(xué)、放射科學(xué)、材料科學(xué)等多個學(xué)科，其發(fā)展亟需高效的分子影像探針。
基于生物合成策略，他們設(shè)計合成了一種基于蛋白的腫瘤靶向雙模態(tài)分子影像探針，并用于腦膠質(zhì)瘤的精準成像研究。該研究通過DNA的精準設(shè)計組裝和在工程細菌中的精確表達，獲得了融合腫瘤靶向肽（RGD）、近紅外發(fā)光的紅色熒光蛋白（RFP）以及鑭系離子結(jié)合肽（LBT）的分子影像探針。
該探針在酸性到堿性的廣泛pH范圍內(nèi)具有長期穩(wěn)定的紅外熒光發(fā)射，保證高效的熒光成像效果。磁共振成像弛豫率比商業(yè)化的釓噴酸葡胺高5.2倍，并呈現(xiàn)高空間分辨率腫瘤成像效果。
腫瘤靶向的熒光和磁共振雙模態(tài)成像可以提供互補的成像信息，有利于對腫瘤的準確診斷。該研究證明生物合成制備多模態(tài)分子影像像探針的可行性和優(yōu)越性。由于DNA序列的高度可調(diào)性，可根據(jù)不同疾病定制特異性的分子影像探針，實現(xiàn)其他類型疾病的精確成像診斷。
課題組簡介：
仰大勇 博士，天津大學(xué)化工學(xué)院教授。任天津大學(xué)校學(xué)術(shù)委員會委員、中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會納米醫(yī)學(xué)與工程分會委員。入選國家級海外人才計劃，獲國家自然科學(xué)基金委優(yōu)青資助。
課題組聚焦DNA生物功能高分子，通過分子結(jié)構(gòu)的精準控制和材料性能的精確調(diào)控，實現(xiàn)DNA精準化學(xué)和生物功能的完美融合。
主要研究方向包括，通過化學(xué)、化工、生物、材料等多學(xué)科交叉對生物分子進行個性化設(shè)計，合成制造新型智能DNA生物功能材料，利用材料化學(xué)的手段認識復(fù)雜生命系統(tǒng)、理解生命體系的運行機制，并探索在重大疾病診斷治療、合成生物學(xué)、食品安全和環(huán)境保護等方面的應(yīng)用。
原文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120220
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