来自 生物 2019-07-22 23:06 的文章
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物理所等纳米酶催化肿瘤光声成像研究获进展

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  《中国科学院院刊》(中文版)是中国科学院主办的以战略与决策研究为主的科技综...

  《科学通报》是自然科学综合性学术刊物,力求及时报道自然科学各领域具有创新性...

  覆盖数学、物理、化学、生命科学、地球科学、信息科学、技术科学与天文学等学科...

  12月12日,Nano Letters杂志在线发表了类外泌体纳米酶小体催化肿瘤光声成像的最新研究成果。研究人员首次利用纳米酶的酶学催化特性,实现了鼻咽癌移植瘤的光声成像。

  光声成像结合了纯光学成像的高对比度和纯超声成像的高穿透深度优点,能够提供高对比度和高分辨率的组织成像,是目前非常有应用前景的一种成像模式。光声成像造影剂是决定光声成像性能的关键,它通过改变病灶组织的光学和声学特性,提高成像对比度和分辨率,成为当前生物影像学领域的研究热点。目前,光声成像应用的难点在于设计在肿瘤部位发生的响应型光声成像反应体系。

  利用肿瘤微环境的特征是设计肿瘤响应型反应体系的关键。肿瘤代谢具有与正常组织不同的特征,例如,肿瘤区域呈弱酸性,肿瘤细胞会积累大量的H2O2。研究人员针对肿瘤微环境的特点,设计合成了具有高催化活性的石墨烯量子点纳米酶,将底物连氮二铵盐(ABTS)自组装到纳米酶上。为了使纳米酶-底物复合体获得鼻咽癌靶向性,延长纳米酶在体内的血液循环时间,设计了叶酸修饰的红细胞膜,将纳米酶-底物复合体包裹于膜内,创制出类外泌体纳米酶小体。进入血液循环的类外泌体纳米酶小体在外膜的导向下,最终定位并进入肿瘤部位,并释放纳米酶及其底物。肿瘤部位弱酸性环境和高浓度的H2O2触发纳米酶活性,高效催化其底物ABTS转化成氧化型ABTS。后者具有很强的近红外光吸收能力,吸收光能后释放热能导致肿瘤组织局部温度升高,从而导致热膨胀而发出压力波,产生光声信号。通过探测光声信号能重建出组织中的光吸收分布图像,实现肿瘤的光声成像诊断。该研究为肿瘤部位响应型光声成像设计提供了一个实例,为鼻咽癌的诊断提供了一种新思路和新技术。

  该研究由中国科学院生物物理研究所阎锡蕴课题组与深圳市第二人民医院聂国辉课题组合作完成。其中,生物物理所副研究员范克龙、研究员阎锡蕴,深圳市第二人民医院教授聂国辉为该论文的共同通讯作者,生物物理所与深圳市第二人民医院联合培养的博士后丁辉为论文第一作者。该研究获得深圳市三名工程项目、中科院先导专项、国家科技重大专项、国家自然科学基金、青年人才托举工程等的资助。

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