南开大学杨志谋/王玲/丁丹教授：响应β-半乳糖苷酶的AIE荧光探针对衰老癌细胞的识别和消除

南开大学生物活性材料教育部重点实验室杨志谋、王玲和丁丹教授等利用具有酶促自组装特性的小分子多肽与聚集状态下具有高荧光亮度和产生活性氧的AIE基团相结合的策略，成功地实现了衰老癌细胞的识别和消除。

近年来，具有抗光漂白性的聚集诱导（AIE）有机发光剂因在传感和生物成像领域拥有巨大应用潜力而备受关注。相比于传统荧光基团聚集引起的猝灭效果（ACQ），AIE荧光基团在聚集状态下具有高荧光亮度并且通过光照可产生单线态氧（ROS）的优点。因此AIE荧光材料被广泛用于诊断和治疗领域，例如肿瘤细胞的特异性成像以及癌症的光热疗法等。除此之外，随着纳米生物技术和纳米医药的发展，以小分子自组装多肽为代表的生物活性分子可以通过酶促自组装（EISA）实现对肿瘤细胞的原位组装，从而可作为靶向癌细胞的有力工具。

在衰老和化学药物治疗过程中，由于DNA损伤导致衰老细胞在组织和器官中积累，从而损害组织功能，加速衰老并可能促进肿瘤细胞的干性。因此选择性识别和移除包括衰老癌细胞在内的衰老细胞对延长寿命和提高癌症治疗疗效非常重要。

近日，南开大学生物化学系杨志谋、王玲和丁丹教授合作在SCIENCE CHINA Chemistry上发表了题为“β-Galactosidase Responsive AIE Fluorogene for Identification and Removal of Senescent Cancer Cells”的文章。作者利用具有酶促自组装特性的小分子多肽与聚集状态下具有高荧光亮度和产生活性氧的AIE基团相结合的策略，成功地实现了对衰老癌细胞的识别和消除。

具体地，他们利用衰老细胞中过表达β-半乳糖苷酶的特点，通过EISA策略选择性地产生具有荧光开启和产生活性氧能力的超分子纳米材料。在光照射下，该纳米材料可以选择性在衰老癌细胞中发出强烈的红色荧光并产生对衰老癌细胞有毒的ROS（如上图所示）。 

详见：Zhengfeng Gao, Heqi Gao, Debin Zheng, Tengyan Xu, Yaoxia Chen, Chunhui Liang, Ling Wang, Dan Ding, & Zhimou Yang. β-Galactosidase Responsive AIE Fluorogene for Identification and Removal of Senescent Cancer Cells. Sci. China Chem. 2020, 63(3): 398-403.

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作者简介

高正丰：现为南开大学药学院药物化学方向硕士研究生。自2017年进入王玲研究员课题组，一直探究小分子多肽自组装行为并将其应用于生物医药领域。

 

王玲：南开大学研究员，主要研究领域为多肽超分子水凝胶的制备及生物医疗应用。2008年在斯坦福大学病原体及微生物系做访问学者。曾获天津市自然科学一等奖，至今发表SCI论文40篇。

丁丹：南开大学教授。课题组设计制备了一系列新型的有机高分子光学材料，结合生物医用高分子，发展了能够用于荧光成像、光声成像、以及长余辉发光成像的分子/纳米探针，实现了其在手术导航、干细胞示踪、疾病相关生物分子检测、重要疾病体内诊断与治疗等生物医用。

杨志谋：南开大学教授。研究方向为多肽可控自组装及其生物医疗应用。先后获得国家“优秀青年基金”和“杰出青年科学基金”资助；获得天津市自然科学一等奖。