深医科研成果

医学部黄鹏教授团队在《Nature Communications》发表研究论文

文章来源: 编辑: 发布时间:2022年03月11日 点击数: 字体:

?

2022年311日,正规赌钱十大app-赌博app可提现生物医学工程学院黄鹏特聘教授团队在国际顶级学术期刊《Nature Communications》(影响因子14.919,中科院一区,TOP期刊)上发表了题为《In vivo three-dimensional multispectral?photoacoustic imaging of dual enzyme-driven?cyclic cascade reaction for tumor catalytic therapy》的研究论文。这篇文章的所有工作均在深圳大学完成,该团队雷珊博士后和张景硕士研究生为共同第一编辑,黄鹏教授为通讯编辑,深圳大学为唯一单位和唯一通讯单位,该团队所在的生物医学工程学科属于广东省优势重点学科。

202203112000099471.Png

生物体内的化学反应绝大多数属于酶促反应,无论是内源酶或外源酶引发的活体催化反应,其过程都伴随着多种分子事件的动态变化,而通过分子影像手段对这些分子事件进行同步实时的监测,能够加深人们对这些生物学过程的理解。要实现这一目标,除了要有灵敏的成像技术,还需要稳定的酶促催化系统。基于此,该团队利用天然酶和纳米酶联婚,成功地构建了级联催化反应系统(PMNSG),该系统具体由天然酶(葡萄糖氧化酶,GOx)和纳米酶(二维钯钼纳米酶,PMNS)组成。该研究发展了多光谱三维光声(3D?PA)成像技术,实现了活体级联催化反应中多分子事件的实时监测,为肿瘤催化治疗提供了精确引导(如下图)。

该级联催化反应系统中,PMNS具有过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)等模拟酶活性,可将细胞内过氧化氢(H2O2)分别催化生成氧气(O2)和高细胞毒性的羟基自由基(?OH)。而GOx能有效催化葡萄糖氧化生成葡萄糖酸和H2O2,可为上述纳米酶促反应提供反应物。因此,该级联催化系统可以高效地诱导内源性氧合血红蛋白(OxyHb脱氧血红蛋白(DeoxyHb的PA信号变化。同时,由于PMNS具有良好的光热转换性能,除了可以高效地增强上述级联酶促反应,还可以提供PA导航。基于此,该团队利用多光谱3D PA成像技术实现了上述级联催化过程中动态分子事件的同步无创监测,并构建了内源性OxyHb和DeoxyHb和外源性(PMNS)分子之间的相关性,通过分析三者之间的关联,可深刻理解上述多分子事件的动态变化过程。尤为重要地是,分析上述得到的关联性,可作为信息反馈用于精准引导肿瘤的催化治疗,从而大大地提高肿瘤治疗的疗效。该研究为活体催化过程中多分子事件的可视化提供了理论基础,有望为疾病的精准诊疗提供新的解决方案。

本研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市科创委等项目的支撑。

?

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-29082-1