综述：用于器官纤维化生物成像的小分子荧光探针：进展、挑战与展望

这篇综述系统阐述了小分子荧光探针（FL）在器官纤维化（ECM沉积异常）诊断中的前沿进展，重点探讨了针对ROS/RNS、MMPs等关键生物标志物的探针设计策略，揭示了其在实现无创（non-invasive）、实时监测纤维化动态进程（TGF-β/PDGF通路）中的独特优势，为临床早期干预提供了新思路。

　　

小分子荧光探针：照亮器官纤维化的隐形战场

Abstract

纤维化作为异常组织修复中细胞外基质（ECM）过度沉积的病理过程，正通过肺、肝、心、肾等器官的渐进性结构重塑威胁全球健康。传统活检的侵入性与影像技术的辐射限制，催生了兼具高特异性靶向与实时监测能力的小分子荧光探针（FL）的崛起。

Introduction

当TGF-β与PDGF等细胞因子驱动肌成纤维细胞活化时，ECM合成-降解平衡（MMPs抑制）被打破，形成以胶原沉积为特征的"疤痕监狱"。这种微环境伴随粘度升高等物理参数变化，而FL探针恰能通过NIR窗口（650-900 nm）穿透组织捕捉这些早期信号。相较于CT的辐射风险与MRI的灵敏度局限，FL技术以¹⁰倍提升的时空分辨率，实现了从细胞机械转导研究到活体动态成像的跨越。

Classification of fibrosis biomarkers

三类标志物构成探针设计的"靶点地图"：

1. 活性小分子：次氯酸（HClO）探针通过硼酸酯开关触发荧光，在肝纤维化模型中定位炎症热点；

2. 蛋白水解酶：MMP-2激活型探针利用肽链断裂释放荧光团，精准标记肺纤维化病灶；

3. 微环境干扰因子：粘度响应型探针通过分子内旋转受限（RIM）机制，量化心脏纤维化进程。

Fluorescent probes for fibrotic diseases

• 肝纤维化：LOXL2靶向探针CY-NA2在NIR-II区（1000-1700 nm）实现8 cm深部成像；

• 肺纤维化：H₂S激活探针Mito-NIR用于评估肺泡上皮细胞线粒体氧化应激；

• 创新设计：双锁式探针同时响应ROS与pH，破解肾纤维化微环境异质性难题。

Summary and prospects

尽管穿透深度（临床<5 cm）与多器官协同成像仍是瓶颈，但智能探针（如AIEgens）与多模态技术的融合，正推动纤维化诊疗进入"分子电影"时代。当荧光点亮组织深部的ECM迷宫时，人类或许终将破解这场沉默的纤维化战争密码。