1. 引言：

肝细胞癌（HCC）是一种常见的胃肠道恶性肿瘤疾病，具有起病隐匿、早期诊断率低、转移率和复发率高的特点。研究表明，HCC涉及一系列由多种生物标志物异常改变引发的生化事件。其中之一是HCC细胞中异常高的谷胱甘肽（GSH）浓度。这是由于HCC细胞中调节性 γ -谷氨酰半胱氨酸合成酶重亚基和谷胱甘肽合成酶升高，最终导致谷胱甘肽水平升高。此外，HCC与氧化应激密切相关，氧化应激损害溶酶体降解，导致溶酶体内蛋白质异常积聚，溶酶体粘度显著增加。显而易见，GSH和溶酶体黏度是HCC早期诊断的重要生物标志物。然而，传统的血清学、影像学和肝脏穿刺活检诊断存在灵敏度低、分辨率差、迟滞等问题，难以在早期准确发现HCC。

荧光成像具有优异的时空分辨率、高灵敏度和毫秒成像时间等优点，是一种理想的肿瘤标志物检测方法。目前，大多数肿瘤成像的荧光探针是针对单一生物标志物构建的，可能会产生“假阳性”信号，降低肿瘤检测的准确性和灵敏度。为了解决这些问题，具有双锁响应模式的荧光探针近年来得到了广泛的应用。它可以被两种肿瘤标志物依次激活，不仅可以显著减少假阳性信号干扰，提高空间分辨率和灵敏度，还可以显著提高早期肿瘤诊断的准确性。此外，在高精度双锁探针和高时空分辨率荧光成像显微镜的支持下，还能准确区分肿瘤组织和正常组织，实现成像引导下的肿瘤根治性切除，显著提高患者生存率。

2. 成果简介：

基于以上背景，山东师范大学唐波教授/李平教授课题组建立了一种GSH-粘度双锁级联响应荧光探针（PG-V）。PG-V具有良好的光物理性能和生物相容性，能有效区分肝癌细胞和正常细胞，具有较高的信噪比。利用PG-V，成功完成了小鼠肝癌的成像和荧光成像引导下的肝肿瘤切除。该成果以“Glutathione and Viscosity Double-Locked Response Fluorescent Probe for Imaging and Surgical Navigation of Hepatocellular Carcinoma”为题发表在国际杂志Chemical Communications上。山东师范大学张雯副教授为本文的第一作者，山东师范大学李平教授和唐波教授为论文共同通讯作者。

我们设计并合成了GSH粘度序列激活荧光探针PG-V。探针结构采用二硫键（GSH的识别基元）和粘度响应转子进行策略设计。当GSH存在时，二硫键被破坏，释放出羟基暴露的PG-OH。然后，随着环境粘度的增加，分子内旋转受到限制，PG-V的荧光强度显著增强。因此，成功地实现了GSH和粘度级联识别的荧光开启检测平台。探针PG-V具有灵敏度高、选择性好、响应时间快、生物相容性好等特点。利用PG-V的高信噪比照射肿瘤组织，实现活体小鼠肝癌的成像和成像引导下的肝肿瘤切除。综上所述，我们提出的GSH-粘度双锁级联激活成像策略在HCC的精确诊断和治疗中具有很大的应用潜力。

3. 图文解说：

图1 PG-V的光物理性质。（A）PG-V的发光机理和化学结构。（B）PG-V在10 mM PBS缓冲液、200 μM GSH、85%甘油和200 μM GSH与85%甘油共存环境下的荧光响应。（C）不同黏度环境下PG-V在GSH存在下的荧光响应。（D）PG-V的荧光随时间变化过程。（E）PG-V对各种活性氧、RNS、金属离子和氨基酸的荧光响应。（F）PG-V在谷胱甘肽激活后，对各种活性氧、RNS、金属离子和氨基酸的荧光响应。

图2 细胞荧光成像实验。（A）用20 µM PG-V、1 mM NEM、1 mM GSH或5 µM地塞米松处理SMMC-7721细胞的荧光图像。（B）图2A的相对荧光强度输出。（C）SMMC-7721细胞与PG-V和细胞器靶向染料共孵育的共定位图像。（D）HL-7702和SMMC-7721细胞的荧光成像。（E）图2D的相对荧光强度输出。

图3 小鼠荧光成像及荧光图像引导下的肿瘤切除术。（A）不同剂量注射剂荷瘤小鼠和正常小鼠的代表性荧光图像。（B）图3A的相对荧光强度输出。（C）注射100 µM PG-V后，小鼠体内随时间变化的荧光成像。（D）图3C的相对荧光强度输出。（E）注射PG-V后，小鼠解剖的主要器官离体荧光图像。（F）PG-V引导下皮下肝细胞癌肿瘤的检测和切除。

4. 全文链接：

全文链接：https://doi.org/10.1039/d4cc03582h

5.TOC：