ROS和Caspase-3双重激活的光声探针，用于增强心肌缺血-再灌注损伤的成像

《Analytical Chemistry》：ROS and Caspase-3 Dual-Activated Photoacoustic Probe for Enhanced Imaging of Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury

本研究设计了一种双响应光声探针P1，可特异性激活心肌缺血再灌注损伤中的ROS和caspase-3标志物，通过自组装纳米颗粒形成增强光声信号，为心肌病理诊断提供新方法。

　　

心肌缺血-再灌注（MI/R）损伤仍然是一个重要的临床问题，但用于准确检测MI/R诱导的损伤的有效成像方法仍然很少。在此，我们设计了一种双激活光声（PA）探针AcDEVDFFG-Hcy-BOH（P1），该探针能够响应MI/R损伤的两个标志性生物标志物：活性氧（ROS）和半胱天冬酶-3。P1由四个功能域组成：一个亲水性的DEVD肽段（半胱天冬酶-3的底物和亲水性增强剂）、一个二苯丙氨酸（FF）基序（自组装单元）、一个半花青素（PA发色团），以及一个对H₂O₂有响应的硼酸结构（用于封存半花青素的PA信号）。在ROS和半胱天冬酶-3水平升高的MI/R病理微环境中，P1首先经历H₂O₂引发的硼酸断裂，释放出半花青素，随后半胱天冬酶-3介导DEVD的水解。这种双激活机制促使P1形成自组装纳米颗粒，从而导致荧光显著减弱，进而增强PA信号。P1在体外、缺氧/再氧合诱导的心肌细胞以及小鼠MI/R损伤模型中的PA信号分别比非活性P1增强了6.9倍、5.3倍和4.8倍。相比之下，对ROS（P2）或半胱天冬酶-3（P3）无响应的对照探针显示出较弱的PA信号。这种策略实现了特异性和敏感性的MI/R损伤成像，为提高心脏病理学诊断提供了潜力。