肿瘤边
界的精准成像
荧光成像技术由于其即时性、高分辨率、高特异性等检测优势，在精准手术导航技术领域有着较好的应用前景。
而激活型荧光探针是实现精准成像的重要工具。
尽管已经有许多用于肿瘤成像的荧光探针被报道，但由于它们仅针对肿瘤的单一方面特征进行识别检测，而难以避免假阳性信号的产生。为了解决这一难题，作者根据肿瘤增殖所需要的“攻击系统”和抵御内外刺激的“防御系统”，提出了一种基于肿瘤多维特征的“攻防一体化”策略，并基于此设计开发出了一系列可激活双锁荧光探针(
ANX
)（图1）。
图1. 基于肿瘤攻防一体化（ODI）策略设计的可激活双锁荧光探针示意概览。（来源：
Angew. Chem.
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为了评估这些探针在体外对目标生物分子的响应能力，作者通过一系列测试包括改变目标生物分子的浓度、加入目标生物分子的抑制剂、HPLC分析以及选择性测试证明了这类探针在体外能够很好的和靶点反应并释放出荧光（图2）。
图2. 探针ANX的体外表征（来源：
Angew. Chem.
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作者将基于ODI策略设计的双锁荧光探针ANX与不同的细胞系孵育，发现与单靶标激活的探针相比，ANX能更好的区分肿瘤细胞和正常细胞（图3）。
图3. 探针ANX的活细胞成像评估。（来源：
Angew. Chem.
）
为了进一步提高活体成像信背比，作者通过在HD染料羟基的邻位引入了氟原子降低染料的
pK
a
，制备了衍生化的探针FANQ。活体成像结果表明，基于ODI策略开发的探针能够有效消除非原位激活产生的假阳性信号，从而提高探针在肿瘤及其边界成像中的准确性（图4）。
图4. 基于 ODI 策略的荧光探针FANQ用于体内成像。（来源：
Angew. Chem.
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随后作者建立了皮下肝癌小鼠模型和原位肝癌小鼠模型，分别通过尾静脉注射FANQ和喷洒FANQ的方式证明了该探针能够实现肿瘤的特异性成像（图5）。
图5. 探针FANQ 用于肝癌小鼠成像。（来源：
Angew. Chem.
）
通过体外、细胞以及活体小鼠层面的筛选，作者选用了效果最好的探针FANQ用于肿瘤组织和癌旁组织的快速区分，实现了临床肝癌组织边界的精准成像（图6）。
图6. 探针 FANQ 用于肿瘤组织和癌旁组织的成像。（来源：
Angew. Chem.
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该工作根据肿瘤增殖和生存所需的“攻击系统（肿瘤侵袭性肽酶）和防御系统（肿瘤还原性微环境）”，提出了一种基于肿瘤多维特征的“攻防一体化”策略来构建可激活的双锁探针，以避免肿瘤成像过程中非特异性响应导致的假阳性信号，实现了肿瘤边界的精准成像。“攻防一体化”策略不仅能有效的为肿瘤高精度成像提供更多类型可激活的荧光探针，满足临床术中实时成像的需求，还能为荧光探针设计和临床诊断带来新的启示。
这一成果以“Dual-Locked Fluorescent Probes Activated by Aminopeptidase N and the Tumor Redox Environment for High-Precision Imaging of Tumor Boundaries”为题发表在
Angewandte Chemie International Edition
(DOI: 10.1002/anie.202406332)上，文章第一作者为湖南大学博士研究生
沈阳
和博士后
李伟
（现为南京工业大学化学与分子工程学院副教授），通讯作者为湖南大学
袁林
教授和湖南省人民医院
刘苏来
副主任医生。该工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、湖南省科技计划等项目的支持。
