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您在進(jìn)行活體癌癥和炎癥研究時(shí)是否仍然遇到提升熒光成像信噪比的困難？

傳統(tǒng)的臨床前小鼠模型主要依靠離體測(cè)量手段進(jìn)行疾病形態(tài)學(xué)和組織學(xué)分析，以此評(píng)估腫瘤和其他疾病的臨床癥狀。但使用這些測(cè)量方法可獲得的信息量有限，且可能無(wú)法展示生理相關(guān)的生物過(guò)程。相比之下，體內(nèi)熒光成像可大化實(shí)現(xiàn)終點(diǎn)定量，從而從一組動(dòng)物中獲取相關(guān)的信息，但活體檢測(cè)仍可能遇到低熒光信噪比的難題。

PerkinElmer推出新穎的“智能” 近紅外組織蛋白酶熒光探針ProSense可輕松應(yīng)對(duì)上述兩項(xiàng)挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)癌癥和炎癥病灶處相關(guān)聯(lián)蛋白酶進(jìn)行可視化成像分析

什么是蛋白酶，它們的功能是什么?

*，蛋白酶可使蛋白質(zhì)發(fā)生特異性和非特異性水解。蛋白酶存在于包括細(xì)菌和病毒在內(nèi)的各種生命形式中，經(jīng)歷多次進(jìn)化后形成不同類別。半胱氨酸組織蛋白酶家族是其中一個(gè)重要的類別，是控制蛋白質(zhì)壽命和活性的關(guān)鍵所在。在健康的生物系統(tǒng)中，蛋白質(zhì)的表達(dá)和抑制受蛋白酶的剪切和降解功能調(diào)節(jié)，維持在的平衡狀態(tài)。

人溶酶體半胱氨酸組織蛋白酶家族有 11 個(gè)成員，其中許多具有重疊功能。其中較常見的溶酶體組織蛋白酶包括組織蛋白酶 B、L、S和纖溶酶，這些半胱氨酸組織蛋白酶幾乎僅在溶酶體的弱酸性低 pH 環(huán)境中具有活性。

研究證明，組織蛋白酶在細(xì)胞外間隙的異常調(diào)節(jié)和過(guò)表達(dá)反映出多種病理狀態(tài)，包括：

1炎癥

2癌癥、腫瘤轉(zhuǎn)移

3動(dòng)脈粥樣硬化

4心血管疾病

5類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、自身免疫性疾病、骨關(guān)節(jié)炎

6肺相關(guān)疾病

7神經(jīng)炎癥/痛覺過(guò)敏

圖 1.蛋白酶和半胱氨酸組織蛋白酶在溶酶體和細(xì)胞外間隙中表現(xiàn)出一定活性。ProSense 熒光信號(hào)激活示意圖見右圖

ProSense 近紅外熒光探針的作用原理是什么？

ProSense 近紅外熒光探針用于檢測(cè)廣譜組織蛋白酶家族的活性，因?yàn)檫@些酶的表達(dá)與重要疾病的發(fā)展相聯(lián)系。ProSense 探針在完整狀態(tài)下并不發(fā)射熒光信號(hào)，利用一項(xiàng)新型專項(xiàng)權(quán)利技術(shù)*可以實(shí)現(xiàn)對(duì)活化的蛋白酶活性進(jìn)行可視化成像分析，終探針在蛋白酶介導(dǎo)的剪切作用下被活化并釋放*的熒光信號(hào)。

ProSense 探針可用于實(shí)時(shí)定量檢測(cè)體內(nèi)正常/異常表達(dá)的蛋白酶，包括組織蛋白酶。它通過(guò)胞飲作用進(jìn)入溶酶體/內(nèi)體，可以在不抑制蛋白酶活性的條件下，檢測(cè)巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞等炎癥細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞中溶酶體內(nèi)的蛋白酶。ProSense 探針對(duì)靜息巨噬細(xì)胞的吸收和活化作用極小，因此尤其適用于炎癥研究，例如：在肺部炎癥和極性外傷炎癥中，ProSense 探針可以檢測(cè)到大量活化的炎癥細(xì)胞。

圖 2.ProSense 探針活化原理圖。

（左）非常接近熒光團(tuán)的非活化探針

（右）蛋白酶剪切作用分離熒光團(tuán)以便活化

我們?cè)诖私榻B兩項(xiàng)案例研究以說(shuō)明 ProSense 熒光探針的應(yīng)用方法：

01哮喘炎癥模型

哮喘是一種以可逆性氣道阻塞和氣道高反應(yīng)性為特征的炎癥性疾病，其疾病過(guò)程由活化 T 淋巴細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞驅(qū)動(dòng)。當(dāng)人體吸入過(guò)敏原后，這些細(xì)胞會(huì)集中到肺部，并釋放炎癥介質(zhì)、激活肥大細(xì)胞和上皮細(xì)胞、刺激粘液分泌，終導(dǎo)致氣道阻塞。首先用卵清蛋白免疫小鼠，在小鼠肺部激發(fā)對(duì)卵清蛋白的免疫應(yīng)答，從而誘發(fā)過(guò)敏反應(yīng)。三周后，用卵清蛋白對(duì)小鼠進(jìn)行鼻腔給藥。如圖 3 所示，給藥后肺部發(fā)生了以氣道高反應(yīng)性改變?yōu)樘卣鞯倪^(guò)敏反應(yīng)，其原因是大量嗜酸性粒細(xì)胞涌入肺部，以及細(xì)胞因子和免疫因子的誘導(dǎo)作用，這些因子同時(shí)也是人類哮喘疾病的典型誘導(dǎo)因子（例如白細(xì)胞介素 IL-4，組胺和 IgE）。

這些參數(shù)通常需要通過(guò)外科手術(shù)（測(cè)量氣道高反應(yīng)性）、處死小鼠（測(cè)量支氣管肺泡灌洗 [BAL] 嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)）以及大量樣品處理和制備步驟（用于基于微孔板的血清和支氣管肺泡灌洗液免疫檢測(cè)）等方式來(lái)測(cè)量和評(píng)估。相比之下，使用 ProSense 探針進(jìn)行非侵入式成像可以追蹤病變細(xì)胞，在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)監(jiān)控同一動(dòng)物的疾病進(jìn)展。

圖 3.注射 ProSense 680 的哮喘小鼠（左），肺內(nèi)可見熒光和炎癥的廣泛分布。對(duì)照組小鼠（右）幾乎沒有熒光信號(hào)。

（使用 FMT® 系統(tǒng)成像。）

02腫瘤模型

通過(guò)靜脈注射 4T1 小鼠乳腺癌細(xì)胞建立轉(zhuǎn)移性肺癌模型。在 ProSense 750 試劑給藥前讓腫瘤生長(zhǎng)兩周。如圖 4 所示，非侵入式熒光成像的結(jié)果穩(wěn)定，與肺總重量變化、離體組織成像和組織學(xué)評(píng)估等終末評(píng)估具有較好的相關(guān)性。這種成像方法有助于對(duì)體內(nèi)癌癥進(jìn)展或轉(zhuǎn)移性級(jí)聯(lián)進(jìn)行可視化分析和定量，并有利于開發(fā)新的治療方法。

圖 4.注射 5X1054T1 細(xì)胞兩周后，注射 ProSense 750 熒光探針，使用 FMT 小動(dòng)物活體熒光斷層成像系統(tǒng)進(jìn)行活體成像，并取出臟器進(jìn)行離體臟器成像。

將 ProSense 熒光探針檢測(cè)融合到完整活體檢測(cè)解決方案中

ProSense 系列熒光探針可用于檢測(cè)病灶部位高表達(dá)的組織蛋白酶（Cathepin）活性，包含組織蛋白酶B, L, S及 Plasmin，可用于癌癥，關(guān)節(jié)炎，肺炎，血管新生，蛋白粥樣硬化，心血管疾病研究及相關(guān)藥物研發(fā)。ProSense 有三種波長(zhǎng)規(guī)格可供選擇：680、750 EX 和 750 FAST。值得一提的是，ProSense FAST （Fluorescent Activatable Sensor Technology，熒光活化傳感器技術(shù)）的藥代動(dòng)力學(xué)特性更為出色，其激活用時(shí)更短，目標(biāo)特異性信號(hào)更高，背景噪音更少，可顯著減少注射后的等待時(shí)間。

現(xiàn)針對(duì)ProSense系列部分產(chǎn)品可享受一次性50%折扣優(yōu)惠，*活動(dòng)至2019年12月31日截止。

*目錄

*專項(xiàng)權(quán)利 9574085 - 含 N，N - 二取代磺酰胺的生物相容性熒光染料標(biāo)記