您在进行活体癌症和炎症研究时是否仍然遇到提升荧光成像信噪比的困难？
 

　　传统的临床前小鼠模型主要依靠离体测量手段进行疾病形态学和组织学分析，以此评估肿瘤和其他疾病的临床症状。但使用这些测量方法可获得的信息量有限，且可能无法展示生理相关的生物过程。相比之下，体内荧光成像可大化实现终点定量，从而从一组动物中获取相关的信息，但活体检测仍可能遇到低荧光信噪比的难题。
 

　　PerkinElmer推出新颖的“智能” 近红外组织蛋白酶荧光探针ProSense可轻松应对上述两项挑战，实现对癌症和炎症病灶处相关联蛋白酶进合适可视化成像分析
 

　　什么是蛋白酶，它们的功能是什么?
 

　　*，蛋白酶可使蛋白质发生特异性和非特异性水解。蛋白酶存在于包括细菌和病毒在内的各种生命形式中，经历多次进化后形成不同类别。半胱氨酸组织蛋白酶家族是其中一个重要的类别，是控制蛋白质寿命和活性的关键所在。在健康的生物系统中，蛋白质的表达和抑制受蛋白酶的剪切和降解功能调节，维持在的平衡状态。
 

　　人溶酶体半胱氨酸组织蛋白酶家族有 11 个成员，其中许多具有重叠功能。其中较常见的溶酶体组织蛋白酶包括组织蛋白酶 B、L、S和纤溶酶，这些半胱氨酸组织蛋白酶几乎仅在溶酶体的弱酸性低 pH 环境中具有活性。
 

　　研究证明，组织蛋白酶在细胞外间隙的异常调节和过表达反映出多种病理状态，包括：
 

　　1炎症
 

　　2癌症、肿瘤转移
 

　　3动脉粥样硬化
 

　　4心血管疾病
 

　　5类风湿性关节炎、自身免疫性疾病、骨关节炎
 

　　6肺相关疾病
 

　　7神经炎症/痛觉过敏
 

　　图 1.蛋白酶和半胱氨酸组织蛋白酶在溶酶体和细胞外间隙中表现出一定活性。ProSense 荧光信号激活示意图见右图
 

　　ProSense 近红外荧光探针的作用原理是什么？
 

　　ProSense 近红外荧光探针用于检测广谱组织蛋白酶家族的活性，因为这些酶的表达与重要疾病的发展相联系。ProSense 探针在完整状态下并不发射荧光信号，利用一项新型专属技术*可以实现对活化的蛋白酶活性进行可视化成像分析，终探针在蛋白酶介导的剪切作用下被活化并释放*的荧光信号。
 

　　ProSense 探针可用于实时定量检测体内正常/异常表达的蛋白酶，包括组织蛋白酶。它通过胞饮作用进入溶酶体/内体，可以在不抑制蛋白酶活性的条件下，检测巨噬细胞、中性粒细胞和肥大细胞等炎症细胞或肿瘤细胞中溶酶体内的蛋白酶。ProSense 探针对静息巨噬细胞的吸收和活化作用极小，因此尤其适用于炎症研究，例如：在肺部炎症和极性外伤炎症中，ProSense 探针可以检测到大量活化的炎症细胞。
 

图 2.ProSense 探针活化原理图。
 

　　(左)非常接近荧光团的非活化探针
 

　　(右)蛋白酶剪切作用分离荧光团以便活化
 

　　我们在此介绍两项案例研究以说明 ProSense 荧光探针的应用方法：
 

　　01哮喘炎症模型
 

　　哮喘是一种以可逆性气道阻塞和气道高反应性为特征的炎症性疾病，其疾病过程由活化 T 淋巴细胞和嗜酸性粒细胞驱动。当人体吸入过敏原后，这些细胞会集中到肺部，并释放炎症介质、激活肥大细胞和上皮细胞、刺激粘液分泌，终导致气道阻塞。首先用卵清蛋白免疫小鼠，在小鼠肺部激发对卵清蛋白的免疫应答，从而诱发过敏反应。三周后，用卵清蛋白对小鼠进行鼻腔给药。如图3 所示，给药后肺部发生了以气道高反应性改变为特征的过敏反应，其原因是大量嗜酸性粒细胞涌入肺部，以及细胞因子和免疫因子的诱导作用，这些因子同时也是人类哮喘疾病的典型诱导因子(例如白细胞介素 IL-4，组胺和IgE)。
 

　　这些参数通常需要通过外科手术(测量气道高反应性)、处死小鼠(测量支气管肺泡灌洗 [BAL] 嗜酸性粒细胞计数)以及大量样品处理和制备步骤(用于基于微孔板的血清和支气管肺泡灌洗液免疫检测)等方式来测量和评估。相比之下，使用 ProSense 探针进行非侵入式成像可以追踪病变细胞，在多个时间点监控同一动物的疾病进展。
 

　　图 3.注射 ProSense 680 的哮喘小鼠(左)，肺内可见荧光和炎症的广泛分布。对照组小鼠(右)几乎没有荧光信号。
 

　　(使用 FMT® 系统成像。)
 

　　02肿瘤模型
 

　　通过静脉注射 4T1 小鼠乳腺癌细胞建立转移性肺癌模型。在 ProSense 750 试剂给药前让肿瘤生长两周。如图 4 所示，非侵入式荧光成像的结果稳定，与肺总重量变化、离体组织成像和组织学评估等终末评估具有较好的相关性。这种成像方法有助于对体内癌症进展或转移性级联进行可视化分析和定量，并有利于开发新的治疗方法。
 

　　图 4.注射 5X1054T1 细胞两周后，注射 ProSense 750 荧光探针，使用 FMT 小动物活体荧光断层成像系统进行活体成像，并取出脏器进行离体脏器成像。
 

　　将 ProSense 荧光探针检测融合到完整活体检测解决方案中
 

　　ProSense 系列荧光探针可用于检测病灶部位高表达的组织蛋白酶(Cathepin)活性，包含组织蛋白酶B, L, S及 Plasmin，可用于癌症，关节炎，肺炎，血管新生，蛋白粥样硬化，心血管疾病研究及相关药物研发。ProSense 有三种波长规格可供选择：680、750 EX 和 750 FAST。值得一提的是，ProSense FAST (Fluorescent Activatable Sensor Technology，荧光活化传感器技术)的药代动力学特性更为出色，其激活用时更短，目标特异性信号更高，背景噪音更少，可显著减少注射后的等待时间。
 

　　现针对ProSense系列部分产品可享受一次性50%折扣优惠，*活动至2019年12月31日截止。