光聲成像中，體內(nèi)血紅蛋白分子產(chǎn)生強(qiáng)烈的背景信號，導(dǎo)致其他分子成像的靈敏度和特異性受到很大局限，這些分子被淹沒在血液中血紅蛋白分子造成的強(qiáng)背景中。具有光開關(guān)特性的基因編碼蛋白是解決該問題提供了一種思路。這種蛋白能夠在“開”“關(guān)”兩種狀態(tài)成像，通過差分的方法有效去除血液背景。但該方法至今難以得到實際應(yīng)用，只在概念層面展現(xiàn)出差分成像的效果。
近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院團(tuán)隊與美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校科研團(tuán)隊合作在《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》雜志上發(fā)表題為“Background-suppressed tumor-targeted photoacoustic imaging using bacterial carriers”的文章，實現(xiàn)了活體深層組織腫瘤靶向零背景光聲成像。
本項工作中，研究人員提出一種名為“GPS”的策略，為基因編碼開關(guān)蛋白真正走向活體應(yīng)用提供了思路。在“GPS”方法中，“G”代表基因編碼開關(guān)蛋白（Genetically Encoded Switchable Protein），“P”代表光聲成像（Photoacoustic Imaging），“S”代表合成生物學(xué)（Synthetic Biology）。研究人員設(shè)計合成出F469W基因編碼蛋白，利用遺傳編碼規(guī)則，將該蛋白基因質(zhì)粒轉(zhuǎn)染到一種大腸桿菌中，利用該細(xì)菌對腫瘤缺氧微環(huán)境的靶向特性，將開關(guān)蛋白基因靶向遞送至腫瘤區(qū)域，實現(xiàn)基因蛋白定向表達(dá)。“GPS”方法能夠精準(zhǔn)定位腫瘤，在深層組織中實現(xiàn)背景噪音抑制的腫瘤靶向光聲成像。該方法為細(xì)菌等活細(xì)胞在體光聲成像提供了全新范式，可通過光開關(guān)蛋白信號差分策略，消除血液背景干擾，提升目標(biāo)檢測靈敏度和特異性，并利用細(xì)菌載體靶向歸巢能力，為腫瘤內(nèi)基因藥物可視化提供新手段。 環(huán)保節(jié)能網(wǎng)熱線：029-86252006
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