5分钟"点亮"肿瘤！陕西学者硬核成果登上Nature子刊,引发国际关注

近日，西安电子科技大学生命科学技术学院张象涵副教授、王忠良教授团队与新加坡南洋理工大学浦侃裔教授团队合作，在国际综合类顶级期刊Nature Communications（Nature系列期刊中的综合类子刊，IF=14.919），发表了题为“Bioorthogonally Activatable Cyanine Dye with Torsion-Induced Disaggregation for In Vivo Tumor Imaging”的研究论文。

近年来，近红外荧光成像技术在肿瘤早期诊断、光学手术精准导航和实时可视化疗效评估等方面发挥了非常重要的作用，特别构建智能响应型近红外荧光探针是提高成像特异性和灵敏度的关键技术之一。生物正交化学具有高选择性、快速反应和良好的生物相容性等优点，在内源性分子的动态过程可视化、疾病标志物的预靶向成像、原位代谢标记成像和治疗等领域得到了广泛的应用，并且生物正交技术已经开始在临床上开展试验。在所有的生物正交化学模块中，四嗪（tetrazine，Tz）类生物正交探针不仅具有靶向的功能，而且Tz通过反电子需求Diels-Alder（IEDDA）的生物正交反应来激活目标信号，实现荧光信号的“Turn-ON”或放大，达到“靶向激活双功能”（2-in-1）的效果。

然而，目前生物正交激活探针绝大多数集中在可见光区，近红外区的探针寥寥无几，主要受Tz淬灭机理（TBET、PET、FRET、ICT）的限制，极大地限制了其在生物医学领域的应用。因此，设计并构建智能型生物正交近红外荧光探针仍然是一项极具挑战性的工作。在前期工作的基础上，研究团队提出了一种全新的扭转诱导解聚（Torsion-induced disaggregation, TIDA）生物正交信号放大新机制。

细胞及荷瘤小鼠的生物正交靶向激活高灵敏成像

基于TIDA构建的近红外智能响应探针在细胞水平实现了高特异的生物正交激活成像；经尾静脉注射荷瘤小鼠体内5分钟后，Tz智能响应探针就可点亮肿瘤，实现微小肿瘤的高灵敏成像检测。因此，这项工作提出了一种构建生物正交可激活NIR荧光团的TIDA设计新机制，并为利用体内成像中的生物正交化学开辟了新的思路，具有理论和应用两方面的意义。

该论文第一单位为西安电子科技大学，生命科学技术学院张象涵副教授为论文的第一作者，西电王忠良教授、田捷教授和新加坡南洋理工大学浦侃裔教授为论文的共同通讯作者。

王忠良教授及张象涵副教授团队多年来一直从事近红外荧光探针构建及生物医学应用方面的研究，在国内外期刊上发表了系列重要研究成果，包括Nat. Commun., Angew. Chem., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., ACS Nano, Sci. Bull., Theranostics, ACS Appl. Mater. Interfaces, Nano Res.等国际权威期刊，研究工作被分子影像学概念的提出者Ralph Weissleder教授等国内外权威专家引用和正面评价。

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西安电子科技大学生命科学技术学院自成立以来，紧跟国际学术前沿，服务国家重大需求，在多模态分子影像成像模型、多模态分子影像探针、成像设备研发、医学图像处理、肿瘤精准诊疗以及疾病康复等方面取得了丰硕成果，学院先后承担了国家重点研发计划、国家"973计划"、国家自然科学基金重大科研仪器设备研制项目、国家自然科学基金重大项目等50多项国家级科研项目；发表国际学术期刊高水平论文300余篇，其中中科院I区论文占比超过10%，获得授权国家发明专利80余项；先后获得国家技术发明二等奖1项，教育部科学技术进步奖等省部级奖5项。

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素材来源：西安电子科技大学生命科学技术学院、西电招生办官微等