近期，天津大學化工學院仰大勇教授課題組在生物材料領域國際權威期刊《Biomaterials》上發表生物合成蛋白質分子影像探針用於精準腫瘤成像的最新成果。該研究利用生物合成的策略，開發了一種腫瘤特異性雙模態分子影像探針，該探針生物相容性好，在小鼠腦膠質瘤模型中，顯示出優異的腫瘤靶向和螢光/磁共振成像效果，為分子影像探針的設計和開發提供了生物合成新思路。相關成果已申請中國發明專利。天津大學化工學院講師趙懷鑫博士和碩士研究生趙慧婷為共同第一作者。合作者包括天津醫科大學王銀松教授和澳大利亞新南威爾斯大學穀子高級講師。該研究得到國家自然科學基金和中國博士後科學基金的資助支持。
分子影像可在亞細胞、細胞和組織水平反映活體狀態下分子水平變化，在疾病診斷和治療中發揮重要作用。分子影像涉及化學、醫學、生物、計算機科學、放射科學、材料科學等多個學科，其發展亟需高效的分子影像探針。基於生物合成策略，他們設計合成了一種基於蛋白的腫瘤靶向雙模態分子影像探針，並用於腦膠質瘤的精準成像研究。該研究通過DNA的精準設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）、近紅外發光的紅色螢光蛋白（RFP）以及鑭系離子結合肽（LBT）的分子影像探針。該探針在酸性到鹼性的廣泛pH範圍內具有長期穩定的紅外螢光發射，保證高效的螢光成像效果。磁共振成像弛豫率比商業化的釓噴酸葡胺高5.2倍，並呈現高空間解析度腫瘤成像效果。腫瘤靶向的螢光和磁共振雙模態成像可以提供互補的成像信息，有利於對腫瘤的準確診斷。該研究證明生物合成製備多模態分子影像像探針的可行性和優越性。由於DNA序列的高度可調性，可根據不同疾病定製特異性的分子影像探針，實現其他類型疾病的精確成像診斷。
圖1. 生物合成蛋白質分子影像探針用於腫瘤靶向的螢光和磁共振雙模態成像
課題組簡介：
仰大勇 博士，天津大學化工學院教授。任天津大學校學術委員會委員、中國生物醫學工程學會納米醫學與工程分會委員。入選國家級海外人才計劃，獲國家自然科學基金委優青資助。課題組聚焦DNA生物功能高分子，通過分子結構的精準控制和材料性能的精確調控，實現DNA精準化學和生物功能的完美融合。主要研究方向包括，通過化學、化工、生物、材料等多學科交叉對生物分子進行個性化設計，合成製造新型智能DNA生物功能材料，利用材料化學的手段認識複雜生命系統、理解生命體系的運行機制，並探索在重大疾病診斷治療、合成生物學、食品安全和環境保護等方面的應用。
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120220
課題組主頁：
http://yanglab-dna.com/
來源：高分子科學前沿
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