动脉粥样硬化斑块破裂是心脏病发作和中风等急性心血管事件的重要原因,其由半胱氨酸组织蛋白酶诱导的纤维帽分解引发。然而,准确测量斑块中组织蛋白酶B(CTB)活性极具挑战性,因为可用的动脉粥样硬化相关组织蛋白酶荧光探针的特异性较低且穿透深度不足,阻碍了斑块脆弱性的可靠评估。为了解决这些限制,湖南大学张晓兵和宋国胜在半花青素支架中添加了亲脂性烷基链和亲水性CTB底物,以开发一种脂质解锁CTB响应探针(L-CPR),该探针使用脂质和CTB作为两个键来解锁光声(PA)信号,可测量亲脂性环境中的CTB活性。
本文要点
(1)这样的特性允许L-CRP对泡沫细胞和动脉粥样硬化斑块中的特异性CTB活性进行可靠的成像,同时在脂质缺乏的环境中对CTB保持沉默,例如M1型巨噬细胞和LPS诱导的炎症损伤。
(2)此外,与目前基于近红外荧光成像的CTB探针(~0.3 cm)相比,L-CRP的可激活PA信号表现出更深的组织穿透能力(>1.0 cm),适用于活体小鼠的动脉粥样硬化成像。
(3)在动脉粥样硬化小鼠中,L-CRP动态报告斑块内CTB水平,这与斑块脆弱性特征(如纤维帽厚度、巨噬细胞募集和坏死核心大小)密切相关,从而实现动脉粥样硬化小鼠并发肺炎的风险分类。此外,L-CRP成功识别了切除的人类动脉组织中的动脉粥样硬化斑块,有望在临床应用中辅助诊断斑块易损性。
Yuan Ma, et al. Rational Design of a Double-Locked Photoacoustic Probe for Precise In Vivo Imaging of Cathepsin B in Atherosclerotic Plaques. JACS. 2023
DOI:10.1021/jacs.3c04981
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c04981