中科大教授发表文章：肿瘤持续生物自发光成像

　　

　　近日，中国科学技术大学教授梁高林课题组利用细胞内组装-解组装萤光素纳米粒子的策略，实现体内外脂肪酸酰氨水解酶（FAAH）活性的持续跟踪，并在构建有肿瘤模型的小鼠体内验证了其优异的肿瘤持续生物自发光成像效果。该研究成果发表在6月27日的《美国化学会-纳米》（ACS Nano, 2016, DOI: 10.1021/acsnano.6b03412）上，论文共同第一作者为中国科大博士后袁月和南京医科大学博士王富强。

　　FAAH属于丝氨酸水解酶家族，能降解人体内大麻素，维持神经系统的正常功能。体内过表达FAAH会导致严重的神经系统紊乱综合症，而治疗策略则是使用FAAH的抑制剂。由于神经系统疾病往往是慢性的和长期的，因此长期跟踪一种FAAH抑制剂的效果（或者FAAH的活性）显得十分重要。目前评价FAAH活性的方法需要取出小鼠组织、匀浆并用色谱的方法检测FAAH的降解产物，费时、费力并且不直接。正电子断层扫描（PET）可以对FAAH活性进行直接成像分析，但是PET示踪剂的半衰期不到2小时。生物自发光成像的方法已经被用于FAAH的活性检测，但是萤光素的半衰期不到30分钟，即使采用纳米包裹的策略，其半衰期也不超过5小时。

　　梁高林课题组利用最近自己课题组发展起来的“智能”组装-解组装策略（Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 9700-9704；ACS Nano 2015, 9, 761-768；ACS Nano 2015, 9, 5117-5124），合理设计了一个潜在的萤光素小分子1，该分子进入细胞后立即组装成萤光素纳米粒子，在FAAH的作用下，纳米粒子缓慢解组装并释放出萤光素，实现对FAAH活性持续成像分析。动物实验结果表明，该策略可实现肿瘤内FAAH活性长达2.5天的持续成像，并且没有对模型小鼠产生毒性。该探针1有望用于临床，用于体内筛选FAAH抑制剂或者其相关疾病的诊断。

    上述研究得到苏州纳米科技协同创新中心、合肥物质科学技术中心重要项目培育基金、合肥大科学中心、重点高校基础研究基金、博士后基金和国家自然科学基金的资助。

中国科大等实现肿瘤持续生物自发光成像

原文摘要：

Intracellular Self-Assembly of Cyclic d-Luciferin Nanoparticles for Persistent Bioluminescence Imaging of Fatty Acid Amide Hydrolase

Fatty acid amide hydrolase (FAAH) overexpression induces several disorder symptoms in nerve systems, and therefore long-term tracing of FAAH activity in vivo is of high importance but remains challenging. Current bioluminescence (BL) methods are limited in detecting FAAH activity within 5 h. Herein, by rational design of a latent BL probe (d-Cys-Lys-CBT)2 (1), we developed a “smart” method of intracellular reduction-controlled self-assembly and FAAH-directed disassembly of its cyclic d-luciferin-based nanoparticles (i.e., 1-NPs) for persistent BL imaging of FAAH activity in vitro, in cells, and in vivo. Using aminoluciferin methyl amide (AMA), Lys-amino-d-luciferin (Lys-Luc), and amino-d-luciferin (NH2-Luc) as control BL probes, we validated that the persistent BL of 1 from luciferase-expressing cells or tumors was controlled by the activity of intracellular FAAH. With the property of long-term tracing of FAAH activity in vivo of 1, we envision that our BL precursor 1 could probably be applied for in vivo screening of FAAH inhibitors and the diagnosis of their related diseases (or disorders) in the future.