图1. a) ZY-1结合cFN的示意图,结合位点位于FNIII 12-14结构域。b) TGF-β处理后的LX-2细胞与FAM标记的ZY-1孵育后的荧光图像,以未处理的LX-2细胞作为对照。c-d) 流式细胞术分析Cy5标记的ZY-1对诱导前后LX-2细胞的亲和力。
湖南大学聂和民教授团队前期报道了一条由65个核苷酸组成的DNA适配体ZY-1,该适配体对纤维连接蛋白(FN)表现出高特异性和高亲和力。更为关键的是,ZY-1能够特异性识别细胞纤维连接蛋白(cFN),而不与血浆中大量存在的血浆纤维连接蛋白(pFN)结合(图1a)。因此,ZY-1有望成为组织纤维化分子成像的靶向配体。团队研究发现ZY-1的确可应用于监测肝星状细胞(LX-2细胞系)中cFN的表达量。LX-2经TGF-β诱导后cFN的表达量上升,ZY-1与之结合能力上升(图1b),Kd值从诱导前的110.6±11.74 nM 下降至诱导后的 55.8±8.79 nM(图1c,d)。
图2. a) 随机适配体-Cy5、ZY-1-Cy5 和 ZY-1-AFP 对不同小鼠的标准化肝脏时间-信号强度曲线及相应的曲线下面积(AUC_0-170 min)分析。FIR:荧光强度比。b) 随机适配体-Cy5、ZY-1-Cy5 和 ZY-1-AFP 的对数转化的FPA与AUC_0-170的散点图。c) 随机适配体-Cy5、ZY-1-Cy5 和 ZY-1-AFP 在不同小鼠中的曲线下面积(AUC_20-130 min)分析。d) 随机适配体-Cy5、ZY-1-Cy5 和 ZY-1-AFP 在不同小鼠的AUC_20-130 min 箱线图分析。
综上,本研究首次报道了适配体ZY-1在早期肝纤维化检测和分期中的应用。研究结果表明,基于ZY-1的荧光探针能够有效识别和区分早期与晚期肝纤维化的动物模型。这一概念验证性研究提供了有力证据,表明基于ZY-1的探针是纤维化疾病早期诊断和分期的有效工具,为进一步发展符合临床需求的纤维性疾病诊断策略奠定了基础。
作者简介:
聂和民,湖南大学教授,中国生物医学工程学会资深会员,2023年起任湖南省生物医学工程学会常务副理事长、湖南省生物材料学会副会长,2024年任湖南省生物医学工程学会干细胞与器官工程专委会候任主任委员、湖南省数字医学学会医学智能影像分会副主任委员。长期致力于器官再生与疾病可视化领域的研究工作,主持国家及省部级项目多项,获甘肃省科技进步二等奖,发表了30余篇高水平论文,并在人工毛囊和纤维化疾病的早期诊断两个方向开展转化应用研究。
本项工作得到了湖南大学超算中心彭绍亮教授、中南大学湘雅二医院放射科刘军教授、湖南中南大学湘雅口腔医院正畸科雷蕾副教授的大力支持和专业指导。
本研究得到了国家自然科学基金、湖南省重点研发计划、湖南省自然科学基金项目的资助。