推荐一篇发表在JACS上的文章，Noninvasive Imaging of Tumor Glycolysis and Chemotherapeutic Resistance via De Novo Design of Molecular Afterglow Scaffold,文章的通讯作者是来自湖南大学的宋国胜教授，宋教授主要从事活体分子影像探针开发方向的研究。

糖酵解水平已被认为是评估癌症药物治疗效果的一个重要标准。肿瘤中的糖酵解异常对肿瘤耐药性，因此，评估糖酵解对于预测化疗耐药和监测癌症治疗结果至关重要。目前，研究者们开发了一系列的生物化学方法用于测量细胞外酸化速率和乳酸产量，但是这些方法通常只能用于细胞和组织层面的检测。而一些波谱学方法例如MRI则受限于其灵敏度无法检测糖酵解的细微变化。分子余辉发光利用残余在分子表面的光子能量产生光信号，即可以具有较高的灵敏度，又克服了传统荧光发光的信噪比较低的缺点，近年来被广泛应用于动物活体成像之中。

但是，传统的分子余辉探针通常使用常亮分子，本文作者则开发了一种可激活的分子余辉探针，能够在特定环境下进行激活从而具备更好的特异性。本文作者利用罗丹明-吲哚结构，成功地设计了一种基于半花青碱和罗丹明染料的分子余辉支架(MAS)。该分子支架使用半花青碱单元作为余辉发射器，罗丹明的羧酸通过螺环化反应作为有效的调控位点，可以通过偶联不同基团来实现不同功能。随后，作者利用这种分子支架设计了一种ph响应余辉探针，称为MAS-pH。在响应pH变化后，MASpH探针从螺内酰胺环转变为开环酰胺，导致分子内非共轭转变为共轭，并激活余辉和荧光信号。为了克服MAS支架的疏水性缺点，作者将MAS改造为了纳米颗粒改善了其水溶性。

在获得了具有良好发光特性和水溶性的分子余辉发光材料RAN后，作者成功将其应用在肿瘤糖酵解活性调节的无创成像中。四硫钼酸盐、阿托伐醌和他莫昔芬等OXPHOS抑制剂会下调癌细胞的pH值，诱导乳酸生成增加和ATP水平降低。作者使用RAN表征了OXPHOS抑制剂对肿瘤糖酵解的影响以及这些影响与癌细胞抑制之间的关系。实验结果表明，糖酵解水平与OXPHOS抑制剂的治疗效果相关联。与其他抑制剂相比，他莫昔芬表现出更明显的pH下调，也表现出更强的癌细胞活力抑制能力。

综上，研究者们开发的可激活余辉分子支架和RAN为设计响应探针和肿瘤pH值和糖酵解动态变化的无创分子成像提供了一个通用平台。对余辉分子支架和RAN的进一步探索和应用将推动分子成像领域的发展。

本文作者：GZH

责任编辑：MB

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c09473

文章引用：DOI：10.1021/jacs.3c09473