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上海交大劉盡堯團隊 Adv. Sci.：細菌活體探針的制備及成像與診斷應用

2023-12-05 來源：高分子科技

生物成像作為一種可視化和闡明生物體組織結構和生理功能的重要技術，已廣泛用于實時精確診斷和監測生物體生理和病理過程。現有的生物成像技術主要包括光學成像、超聲成像、光聲成像、磁共振成像(MRI)及正電子發射斷層掃描(PET)等，在疾病的初步診斷方面有著廣泛的應用。生物成像技術由于其獨特的優越性，也推動了相應生物成像探針的發展和普及，如光學探針、超聲探針、光聲探針和放射性探針。很大程度下，探針的靈敏度、特異度和響應速度決定了成像的性能和效果。另外，探針可與治療試劑聯合使用，從而實現無創式實時成像和疾病診斷治療一體化。

細菌可在多種體內生物界面定植，特別是皮膚、鼻腔和口腔粘膜、胃腸道和生殖道，也可以靶向特定病變部位，如腫瘤和傷口。攜帶可成像信號分子的細菌借助其特有的運動性、可編輯性和靶向性等特點，廣泛用于不同疾病的生物成像與診斷，如細菌感染、癌癥和腸道相關疾病。由于細菌具有可修飾性，通過基因編輯或表面修飾，可以在其胞內或表面引入不同信號分子。目前結合細菌與信號分子來制備細菌活體探針的主要方式包括生物學方法(如基因工程和代謝標記)、化學修飾(如非共價鍵合和共價偶聯)、細菌胞內負載和光學操作。此外，還可利用細菌感知生理環境(如腸道)并遷移至病灶部位(如腫瘤和感染部位)的能力，使這些工程化細菌活體探針可主動累積甚至有效定植于特定區域，為生物成像和疾病診斷提供獨特優勢。

上海交通大學劉盡堯研究員團隊前期利用生物工程和化學方法發展了多種制備細菌活體探針的策略，進一步以臨床需求為導向，探索了細菌活體探針在生物成像和疾病診療方面的應用。近日，該團隊在Advanced Science發表題為Bacteria-based living probes: preparation and the applications in bioimaging and diagnosis的綜述論文。該工作全面總結了細菌活體探針的制備及其在生物成像和疾病診療方面的最新進展。作者首先介紹了細菌活體探針的制備策略，系統歸納了用于生物成像和診斷的不同探針類型，并展示了這些活體探針在診斷和治療不同疾病方面的潛力及目前所取得的進展，特別是在細菌感染、癌癥和腸道相關疾病方面。最后，作者對細菌活體探針當前研究所面臨的挑戰進行了討論，并展望了利用它們來開發下一代智能生物成像和診療一體化體系的巨大潛力。

課題組蔣和金博士后和曹湞萍副研究員為該論文共同第一作者，劉盡堯研究員為通訊作者，共同通訊作者包括曹湞萍副研究員和上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院周滟教授。該工作得到了科技部重點研發計劃課題、國家自然科學基金項目、上海市科委探索者項目、上海市地方高水平大學創新科研團隊、國家轉化醫學基礎設施(上海)基金和上海市教委-高峰高原計劃等項目的資助。

原文鏈接： https://doi.org/10.1002/advs.202306480

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（責任編輯：xu）

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