Nature Communications | 腫瘤演進(jìn)過程的多尺度光聲分子成像
酸性微環(huán)境是腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要標(biāo)志,在促進(jìn)腫瘤生長、侵襲和轉(zhuǎn)移中扮演著重要角色,對酸性微環(huán)境進(jìn)行檢測與靶向調(diào)控是腫瘤診斷與治療關(guān)鍵。影像技術(shù)在解析腫瘤發(fā)生發(fā)展與動(dòng)態(tài)演進(jìn)中發(fā)揮了重要作用,但是現(xiàn)有技術(shù)在靈敏度、特異性方面仍面臨挑戰(zhàn)。發(fā)展能夠?qū)δ[瘤體內(nèi)酸度進(jìn)行高靈敏、高特異的可視化成像與定量分析技術(shù),對于酸性微環(huán)境研究具有重要價(jià)值。
近日,中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)學(xué)成像科學(xué)與技術(shù)系統(tǒng)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉成波研究員、陳敬欽副研究員聯(lián)合南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院方馳華教授團(tuán)隊(duì)通過多尺度光聲分子成像結(jié)合pH響應(yīng)比率型分子探針,實(shí)現(xiàn)了對腫瘤酸度的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評估,在活體層面實(shí)現(xiàn)了從腫瘤早期形成、到腫瘤發(fā)生發(fā)展、以及晚期腫瘤轉(zhuǎn)移的動(dòng)態(tài)成像,持續(xù)定量地監(jiān)測了腫瘤微環(huán)境的時(shí)空酸化過程,基于相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了人體離體腫瘤樣本邊界成像,研究成果以"Multiscale imaging on proton pump-driven acidity for assessing tumor progression and metastasis"為題發(fā)表于Nature Communications。
團(tuán)隊(duì)基于自主研發(fā)的多尺度光聲分子成像儀器,實(shí)現(xiàn)了從腫瘤早期微小病灶、到原位實(shí)體瘤增殖、以及腫瘤經(jīng)淋巴向遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移的可視化成像,揭示了酸性微環(huán)境伴隨腫瘤演進(jìn)的空間擴(kuò)張與強(qiáng)度動(dòng)態(tài)變化,在人體離體肝癌樣本中實(shí)現(xiàn)了腫瘤邊界精準(zhǔn)界定。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),pH響應(yīng)比率型分子探針在酸性條件下表現(xiàn)出增強(qiáng)的光熱效應(yīng),將其與質(zhì)子泵抑制劑聯(lián)用,可協(xié)同抑制腫瘤生長,展現(xiàn)出良好的腫瘤治療潛力。本研究證明了酸性微環(huán)境在腫瘤惡性進(jìn)展中的關(guān)鍵作用,為基于酸性微環(huán)境的腫瘤早期診斷、進(jìn)展評估提供了成像范式,為基于酸性微環(huán)境的腫瘤靶向治療策略開發(fā)出新工具。
深圳先進(jìn)院劉成波研究員、陳敬欽副研究員、南方醫(yī)科大學(xué)方馳華教授為論文通訊作者,南方醫(yī)科大學(xué)博士后曾思略、深圳先進(jìn)院陳敬欽副研究員為論文共同第一作者。該研究獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、醫(yī)學(xué)成像科學(xué)與技術(shù)系統(tǒng)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目和平臺支持。

圖1 :文章在線截圖

圖2:研究示意圖
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