3月3日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所嚴(yán)飛研究員團隊最新成果在線發(fā)表于材料科學(xué)知名期刊Small。該工作利用生物合成的納米氣囊實現(xiàn)了對腫瘤上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)動態(tài)變化的超聲分子成像，為評估腫瘤轉(zhuǎn)移潛力提供了新方法。

　　上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelial Mesenchymal Transition，EMT)是驅(qū)動腫瘤轉(zhuǎn)移的重要因素。研究表明，EMT演變過程中伴隨著多種分子標(biāo)志物的變化，其中“鈣黏蛋白轉(zhuǎn)換(Cadherin Switch)”是最典型的分子變化，即腫瘤細(xì)胞表面E-鈣黏蛋白(E-cadherin，E-cad)的表達(dá)逐漸下調(diào)，而N-鈣黏蛋白(N-cadherin，N-cad)的表達(dá)逐漸上調(diào)。

　　在這一過程中，腫瘤細(xì)胞逐漸失去上皮特征，獲得間質(zhì)表型，促使腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移能力增強。因此，實現(xiàn)對腫瘤EMT變化的檢測對于評估腫瘤轉(zhuǎn)移潛力具有重要意義。超聲成像作為一種成像深度高、性價比高的醫(yī)學(xué)影像方法已被廣泛應(yīng)用于臨床。近年來，微生物合成的納米級氣體囊泡(Gas vesicles, GVs)為實現(xiàn)腫瘤血管外腫瘤細(xì)胞標(biāo)志物的無創(chuàng)在體超聲分子成像檢測提供了可能。

　　這項工作中，研究團隊首先評估了GVs的腫瘤血管滲透能力，與微米級的磷脂微泡對比，GVs能夠通過腫瘤血管內(nèi)皮間隙，進(jìn)入血管外腫瘤組織中并實現(xiàn)超聲造影成像。隨后。研究團隊利用GVs構(gòu)建了靶向E-cad/N-cad的超聲分子成像探針(E-cad-GVs/N-cad-GVs)，并測試了其與不同EMT狀態(tài)下腫瘤細(xì)胞的粘附能力，結(jié)果表明，E-cad-GVs/N-cad-GVs與細(xì)胞的結(jié)合效率取決腫瘤細(xì)胞的EMT狀態(tài)。

　　為了實現(xiàn)對腫瘤EMT變化的在體檢測，研究團隊對處在不同EMT狀態(tài)的早期荷瘤小鼠和晚期荷瘤小鼠通過尾靜脈注射了E-cad-GVs/N-cad-GVs超聲分子探針，并對腫瘤進(jìn)行超聲分子成像檢測。結(jié)果顯示，超聲分子成像可以成像早期和晚期腫瘤不同的EMT狀態(tài)，其結(jié)果與傳統(tǒng)免疫組織化學(xué)染色檢測的E-cad/N-cad表達(dá)水平十分吻合，表明基于E-cad-GVs/N-cad-GVs的超聲分子成像可用于評估腫瘤EMT變化。最后，研究團隊進(jìn)一步分析了腫瘤EMT變化的成像結(jié)果與腫瘤轉(zhuǎn)移情況相關(guān)性，進(jìn)一步評估了基于E-cad-GVs/N-cad-GVs的超聲分子成像評估腫瘤轉(zhuǎn)移潛力的可行性。