近日，深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)部生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院黃鵬特聘教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期Science Advances（影響因子11.7，中科院一區(qū)，TOP期刊）上發(fā)表了題為“Reversibly photoswitchable protein assemblies with collagen affinity for in vivo photoacoustic imaging of tumors”的研究論文。該研究的所有工作均在深圳大學(xué)完成，該團(tuán)隊(duì)副研究員陳帥、研究生黎開心為論文共同第一作者，黃鵬教授為唯一通訊作者，深圳大學(xué)為唯一通訊單位，該團(tuán)隊(duì)所在的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科屬于廣東省優(yōu)勢(shì)重點(diǎn)學(xué)科。

光聲（PA）成像是一種非電離的混合成像技術(shù)，結(jié)合了光學(xué)成像的高對(duì)比度與超聲成像在深層組織中的高空間分辨率，從而克服了單純光學(xué)或超聲成像的局限性。其在無(wú)標(biāo)簽成像領(lǐng)域具有顯著的優(yōu)勢(shì)，然而，由于內(nèi)源性生物分子（如血紅蛋白和黑色素）的強(qiáng)光吸收導(dǎo)致了較大的背景噪聲，大大削弱了PA成像的靈敏度。因此，發(fā)展新型探針實(shí)現(xiàn)無(wú)背景PA成像是研究的熱點(diǎn)。

可逆光開關(guān)蛋白探針的光致變色特性有助于消除多余的背景噪聲，尤其適用于深部腫瘤PA成像。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)AlphaFold成功開發(fā)了一種基于可逆光開關(guān)蛋白的組裝體（DrBphP-CBD），該蛋白通過(guò)將極端嗜輻射菌（Deinococcus radiodurans）中的光敏模塊（DrBphP）與膠原結(jié)合域（CBD）進(jìn)行基因融合并制備。這些蛋白組裝體的尺寸在100納米左右，由24個(gè)DrBphP二聚體和12個(gè)CBD三聚體組成，展示出24個(gè)蛋白亞基。該納米組裝體對(duì)膠原具有強(qiáng)親和力，以及顯著的光開關(guān)對(duì)比度，極大地提升了PA成像的對(duì)比度。在多種小鼠腫瘤模型中，通過(guò)靜脈注射DrBphP-CBD，該組裝體展現(xiàn)出優(yōu)異的腫瘤靶向性，并表現(xiàn)出較長(zhǎng)的腫瘤滯留時(shí)間。通過(guò)背景抑制PA成像技術(shù)，大大地減少了背景的噪音，顯著地提高了PA成像的對(duì)比度。研究結(jié)果表明DrBphP-CBD作為光聲對(duì)比劑展現(xiàn)出的高特異性和優(yōu)越的光開關(guān)對(duì)比度，有望在未來(lái)的臨床應(yīng)用中提升光聲成像技術(shù)的診斷精度，推動(dòng)癌癥早期檢測(cè)和治療監(jiān)測(cè)的進(jìn)一步發(fā)展。

本研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)研究計(jì)劃、深圳市科技計(jì)劃基礎(chǔ)研究等項(xiàng)目的支持。

原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adn8274