近日，南方医科大学/广东省人民医院聂立铭教授团队于Science Advances杂志发表题为Amphiphilic hemicyanine molecular probes crossing the blood-brain barrier for intracranial optical imaging of glioblastoma的研究论文。该研究设计制备了一种水/脂双亲性半花菁类光学染料（IVTPO） ，可高效跨越血脑屏障（BBB）且拥有良好的荧光/光声成像性能，在多维无损光学成像平台中实现了胶质母细胞瘤（GBM）疾病演进进程的长时程监测。这为GBM等疾病诊断及病理学特征可视化提供了新的研究视角，也为中枢神经系统跨BBB药物递送提供了新的研究思路。

光学成像技术在中枢神经系统领域的研究价值及挑战

胶质母细胞瘤是中枢神经系统最常见的恶性肿瘤之一，预后差且死亡率高，进而实现疾病的早期诊断至关重要。目前的中枢神经系统成像技术如CT、PET和MRI等具有深度穿透和高分辨率的优点，但它们同时存在辐射危害、对比度欠缺和空间分辨率有限等缺点。光学成像技术显著减少了这些问题，但现有的光学染料通常因分子量或脂/水分配系数等因素无法有效穿过BBB，进而限制了其在中枢神经系统领域的应用。基于此，开发一类可以主动跨越BBB且有着良好光学成像性能的探针有着重要的研究价值。

突破血脑屏障，实现GBM的早期诊断及高分辨病理特征可视化

研究团队采用电子供体-π-受体 （D-π-A） 体系，调整脂/水分配系数和分子量并在体内外测试染料的主动跨越BBB能力，最终筛选出半花菁类IVTPO探针。随后借助研究人员自主开发的多维光学成像平台，实现了GBM演进不同时期的病理特征可视化。肿瘤发展早期，研究者发现在BBB完整性整体并未受损的情况下，可以监测到该光学染料在脑实质中的踪迹，更为重要的是该区域与后续肿瘤生长浸润趋势有着较高的一致性，提示该技术可以实现GBM的早期诊断和生长预测。此外研究者发现，该染料经静脉注射后，肿瘤区域微血管直径显著增加，而肿瘤周围和正常区域的血管则没有显著变化，这一特征为肿瘤区域成像及血管病理特征可视化提供了宝贵的见解。研究团队在GBM的不同时期获得了高分辨光学影像监测结果，解析了肿瘤演进过程中不同区域血管特征的变化趋势，为中枢神经系统疾病的光学诊断提供了新的技术方法，同时为跨BBB药物递送系统的研发提供了宝贵的思路。

该研究由南方医科大学/广东省医学科学院光学分子影像实验室聂立铭主任团队完成，论文的共同第一作者包括秦玮研究员，李宏辉博士和博士研究生陈佳丽。秦玮和聂立铭教授为本文通讯作者。

原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq5816

制版人：十一

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