光聲成像中，體內血紅蛋白分子產生強烈的背景信號，導致其他分子成像的靈敏度和特異性受到很大局限，這些分子被淹沒在血液中血紅蛋白分子造成的強背景中。具有光開關特性的基因編碼蛋白是解決該問題提供了一種思路。這種蛋白能夠在“開”“關”兩種狀態成像，通過差分的方法有效去除血液背景。但該方法至今難以得到實際應用，只在概念層面展現出差分成像的效果。

近日，中國科學院深圳先進技術研究院團隊與美國德克薩斯大學奧斯汀分校科研團隊合作在《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》雜志上發表題為“Background-suppressed tumor-targeted photoacoustic imaging using bacterial carriers”的文章，實現了活體深層組織腫瘤靶向零背景光聲成像。

本項工作中，研究人員提出一種名為“GPS”的策略，為基因編碼開關蛋白真正走向活體應用提供了思路。在“GPS”方法中，“G”代表基因編碼開關蛋白（Genetically Encoded Switchable Protein），“P”代表光聲成像（Photoacoustic Imaging），“S”代表合成生物學（Synthetic Biology）。研究人員設計合成出F469W基因編碼蛋白，利用遺傳編碼規則，將該蛋白基因質粒轉染到一種大腸桿菌中，利用該細菌對腫瘤缺氧微環境的靶向特性，將開關蛋白基因靶向遞送至腫瘤區域，實現基因蛋白定向表達。“GPS”方法能夠精準定位腫瘤，在深層組織中實現背景噪音抑制的腫瘤靶向光聲成像。該方法為細菌等活細胞在體光聲成像提供了全新范式，可通過光開關蛋白信號差分策略，消除血液背景干擾，提升目標檢測靈敏度和特異性，并利用細菌載體靶向歸巢能力，為腫瘤內基因藥物可視化提供新手段。

論文鏈接：

https://www.pnas.org/content/119/8/e2121982119

注：此研究成果摘自《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》雜志，文章內容不代表本網站觀點和立場，僅供參考。

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