近日，中國科學技術大學教授梁高林課題組研制出一種智能靶向Legumain（Lgmn）蛋白酶的19F磁共振探針，并在構建有腫瘤模型的斑馬魚上驗證了其優異的靶向成像效果。相關研究成果發表在4月14日的ACS Nano上，論文第一作者為課題組的博士生袁月。
　　Lgmn是一種屬于半胱氨酸蛋白酶C13家族的天冬酰胺內肽酶。它和炎癥性疾病如動脈粥樣硬化、中風和癌癥等密切相關。并且Lgmn過表達在大多數腫瘤中，包括乳腺腫瘤、結腸腫瘤、前列腺腫瘤以及中樞神經系統腫瘤中。盡管Lgmn與很多惡性腫瘤關聯緊密，但基質衍生Lgmn的確切作用仍然得不到完整的定義。這就需要更加靈敏的和生物兼容的方法來檢測體外和體內的Lgmn活性。19F在體內極低的背景信號使得19F MRI具有很高的靈敏度和特異性，而核磁成像技術的強穿透性及無損等優點也使得19F MRI的研究得到越來越多的關注。但是19F MRI通常需要高劑量的探針來提供足夠的信號，這就帶來了劑量毒性的風險，并且需要耗費大量的化合物。因此發展出“智能”策略來降低探針劑量實現Lgmn靶向是十分必要的。
　　研究人員報道了兩種可以特異性檢測Lgmn活性的19F NMR/MRI探針Cys(StBu)-Ala-Ala-Asn-Lys(FMBA)-CBT（1）及Ac-Ala-Ala-Asn-Cys(StBu)-Lys(FMBA)-CBT（2）。其中Ala-Ala-Asn是Lgmn的酶切底物，如下圖所示，當探針1進入細胞內，胞內GSH會還原Cys上的雙硫鍵，Cys和CBT之間則縮合并自組裝成納米粒子，繼而導致19F NMR信號峰展寬，信號強度減小。在Lgmn蛋白酶的作用下，組成納米粒子的二聚體被剪切斷開，納米粒子解組裝呈游離單體，19F NMR信號峰得以重新恢復。因此這種on-off-on的過程可以用于相繼檢測GSH的濃度和Lgmn的活性。而對照探針2進入細胞后，19F NMR的信號是個on-on-off過程。利用這個“智能”策略和探針1，在中國科大教授胡兵課題組以及中科院合肥物質科學研究院強磁場科學中心研究員王俊峰課題組的幫助下，研究人員實現了斑馬魚體內Lgmn腫瘤的靶向核磁共振成像，顯示該策略在腫瘤成像上有著極大的應用前景。
　　上述研究得到蘇州納米科技協同創新中心、合肥物質科學技術中心重要方向項目培育基金和國家自然科學基金等支持。