神经胶质瘤（Glioma）是最常见的原发性中枢神经系统肿瘤，其源于神经胶质细胞的癌变，肿瘤细胞生长速度快，浸润性破坏脑组织，造成一系列的症状，如偏瘫、头痛、呕吐、意识障碍等。其中恶性胶质瘤是肿瘤中生存期最短、恶性程度最高的肿瘤之一。由于胶质瘤浸润性生长，与脑组织间无明显边界，当前临床手术治疗难以做到完全切除。随着精准外科理念的提出，术中导航技术逐渐被应用于临床，让外科手术有了“地图”的指引，对于高度浸润的、周围组织复杂的胶质瘤切除手术，具有极大的临床价值。而基于荧光实时成像的荧光引导手术，其荧光分子探针能在术中实时点亮癌细胞，突破了传统手术治疗的精度极限。单胺氧化酶A（Monoamine Oxidase A，MAO-A）的异常表达与胶质瘤的发生发展密切相关，使其成为胶质瘤诊疗的有效靶点。因此，实现胶质瘤中MAO-A的快速、灵敏检测有望应用于肿瘤的早期诊断和术中导航。
近日，迪拜皇宫_(中国)柔性电子（未来技术）研究院黄维院士、李林教授团队与西北工业大学彭勃副教授合作在Angew. Chem. Int. Ed.杂志发表了题为“Ultrafast Detection of Monoamine Oxidase A in Live Cells and Clinical Glioma Tissues Using an Affinity Binding-Based TwoPhoton Fluorogenic Probe”的研究论文。该工作通过对双光子荧光团进行理性设计，合成出了一种基于亲和力结合的双光子荧光探针（CD1），用于快速检测人脑胶质瘤细胞和组织中MAO-A的含量。
该工作首先通过分子对接筛选出适配于MAO-A空腔大小的双光子荧光团（pre-mito），然后对pre-mito进行了不同取代位置的官能化，以提供线粒体靶向能力和MAO-A疏水空腔结合能力。结果表明，氨丙基基团的接入不仅提供了线粒体靶向能力，并显著提高探针与MAO-A的结合亲和力。由于分子内扭曲电荷转移（TICT）效应，CD1在自然状态下几乎无荧光。当CD1进入MAO-A空腔时，空腔内的有限空间限制了包括探针自由旋转在内的构象变化。这一过程诱导了限域荧光效应（Confinement fluorescence effect，CFE），从而导致荧光信号增强。上述过程实现了探针与MAO-A空腔的快速结合，决定了CD1对MAO-A具有较高的亲和力和选择性。测试中发现，CD1可以在20秒内完成对MAO-A的检测，是目前已知最快的检测MAO-A荧光探针。在活细胞MAO-A的原位成像中，探针可以准确定位线粒体并精准检测并区分不同细胞系MAO-A表达含量。最后，基于CD1的高敏感性和双光子荧光激发特性，探针成功区分了MAO-A在人脑胶质瘤/瘤旁组织中的表达差异。这些结果证明CD1具有在胶质瘤临床快速诊断和荧光术中导航应用的巨大潜力。
黄维院士、李林教授和彭勃副教授为本文的共同通讯作者，文章的第一作者是迪拜皇宫_(中国)一年级博士研究生张聪聪、博士后方海啸博士和安徽医科大学副教授杜威博士。本工作得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目的支持。
论文链接：
（柔性电子（未来技术）研究院）
