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Sci Adv丨朱守俊团队在原位构建白蛋白标记用于内皮屏障破坏的靶向成像

BioArt · 公众号 · 生物 · 2025-02-17 08:29

正文

内皮屏障（EB）在保护和调节特定组织的内部环境方面各具独特功能，屏障的破坏可导致多种病理状况，因此开发可视化和量化内皮屏障破坏的方法对于理解疾病进展和评估治疗干预措施至关重要。内皮屏障（EB）的破坏可能会损伤局部血管的紧密连接（TJ），导致白蛋白在受损区域泄漏和积聚。此外，某些器官/病变部位存在白蛋白受体，这可能会进一步促进这种积聚。因此，一种极具前景的方法是将荧光标记物连接到内源性/外源性白蛋白上，这能够追踪其在内皮屏障破坏区域内的移动和积聚情况，从而直接可视化屏障的完整性。

然而，要充分发挥原位白蛋白标记在成像内皮屏障（EB）破坏方面的潜力仍需克服若干挑战。一方面是开发能够特异性结合白蛋白且在血液中稳定存在足够时间的标记物；另一方面则在于优化成像方案，以在最大程度上提高灵敏度和分辨率的同时，将背景噪声降至最低。近红外（NIR）荧光成像技术的出现，尤其是近红外二区（NIR-II）窗口，由于其散射减少、自发荧光极低以及空间分辨率优于传统可见光成像，彻底改变了深部组织生物成像。尽管目前的近红外二区探针在血管成像、淋巴系统可视化和癌症检测方面有着广泛的应用，但它们通常缺乏针对特定组织的靶向能力。为了赋予近红外二区探针这种靶向能力，需要连接抗体或肽。然而外源性靶向剂在体内往往容易受到酶降解或免疫系统捕获的影响，这会严重损害其靶向效率。因此，开发能够高效靶向内源性白蛋白这种通用标志物的近红外二区（NIR-II）探针，将能够安全地实现大部分内皮屏障完整性的体内成像。

2025年2月14日，吉林大学 朱守俊 等人在 Science Advances 发表了题为 In situ albumin-tagging for targeted imaging of endothelial barrier disruption 的研究论文。该研究 开发了一种特异性识别白蛋白的共价标记近红外二区（NIR-II）染料，凭借其对内源性白蛋白的高选择性，用于靶向成像内皮屏障的破坏。

该研究开发了一种具有“双中位氯” （double meso-Cl）结构的新型九甲川（nonamethine）近红外二区染料，能够以最佳的结合亲和力标记内源性白蛋白。通过使用优化设计的染料标记内源性白蛋白，随后在体内循环中，实现了对包括血脑屏障、“血皮肤屏障”、“血肿瘤屏障”、“血睾屏障”和肠道血管屏障在内的内皮屏障破坏的精确可视化。原位白蛋白标记的一个关键优势在于其能够实时提供高分辨率的内皮屏障（EB）破坏图像，有助于监测内皮屏障完整性随时间的变化，并将这些变化与疾病进展或治疗反应相关联。该策略允许利用具有合适的“疏水口袋”构象和半胱氨酸巯基的疾病生物标志物蛋白，以及具有适当结构的染料，在原位开发可靠的靶向对比剂，为近红外二区（NIR-II）靶向成像开辟了新的途径。

吉林大学2022级博士生党泽韬为论文第一作者，吉林大学大学朱守俊教授为论文通讯作者。

原文链接：

https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/sciadv.ads4412

制版人：十一

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