【Anal.Chem.】用近红外荧光传感器揭示细胞微环境： 癌症检测和药物筛选的双刃工具

总结

本研究开发了一种双功能近红外荧光探针BDHV ，能够同时监测细胞胞质和溶酶体的黏度和pH变化，用于早期癌症检测和抗癌药物筛选。

摘要

BDHV 探针由苯噻唑基团和双目标能力，能够在不受线粒体膜电位影响的情况下，精确地定位到线粒体和溶酶体。该探针在酸性环境下，随着黏度的增加，其红色荧光逐渐增强；而在碱性环境下，增加的黏度导致绿色荧光减弱，红色荧光增强。通过实验验证，BDHV 对线粒体和溶酶体的微环境变化具有显著的荧光响应，能够区分正常细胞和癌细胞。此外，该探针还被用于早期癌症的体内检测，以及评估抗癌药物疗效。实验结果表明，BDHV 能够在体内成像，并且对癌症的早期诊断和抗癌药物筛选具有潜在的应用价值。研究还讨论了探针的生物相容性和毒性，以及将其与其他成像技术（如MRI和CT）结合的潜在应用。最后，研究强调了将BDHV 探针转化为临床诊断和治疗的挑战和未来的发展方向。

观点

• 线粒体和溶酶体的微环境变化在癌症发生发展中扮演关键角色。通过监测这些器官的黏度和pH变化，可以为癌症的早期诊断和治疗提供重要的生物标志物。

• BDHV 探针具有独特的双目标能力和黏度、pH双响应特性。它能够在不同的pH条件下对黏度变化做出不同的荧光响应，这一特性使得它能够在复杂的生物体内环境中准确地监测微环境的变化。

• BDHV 探针能够在体内成像，对癌症的早期诊断和抗癌药物筛选具有潜在的应用价值。通过对实验性小鼠模型的体内成像，研究表明BDHV 能够在癌症早期阶段检测到肿瘤，并对不同抗癌药物的疗效进行评估。

• 探针的生物相容性和毒性是将其应用于临床诊断的关键因素。研究讨论了BDHV 探针在体内的代谢过程和潜在的毒性问题，指出在将其应用于临床之前需要进行严格的安全性评估。

• 将BDHV 探针与其他成像技术结合可能会提高癌症诊断的准确性和效率。研究提出了将BDHV 探针与MRI和CT等其他成像技术结合的想法，以实现更全面和精确的癌症诊断。

参考文献

Li, B.; Bian, C.; Yang, L.; Zhu, Y.; Li, Z.; Yu, M. Unveiling Cellular Microenvironments with a Near-Infrared Fluorescent Sensor: A Dual-Edge Tool for Cancer Detection and Drug Screening. Anal. Chem. 2024, acs.analchem.4c03155. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c03155.