研究背景与意义
内皮屏障（EB）作为维持机体稳态的关键结构，其破坏与神经系统疾病、肿瘤转移等多种病理过程密切相关。传统成像技术如磁共振（MRI）存在成本高、分辨率有限等问题，而基于白蛋白（Albumin）泄漏的靶向成像策略因缺乏高效标记手段尚未突破。本研究通过理性设计NIR-II染料，首次实现内源性白蛋白的原位标记，为EB动态监测开辟新途径。

分子设计与验证
团队合成具有双meso-Cl结构的非甲基菁染料NIR-940，其最低未占分子轨道（LUMO）中氯原子贡献显著，促进与白蛋白疏水口袋中半胱氨酸（Cys⁴⁶¹/Cys⁴⁶²）的共价结合。竞争实验显示，NIR-940在37°C下1分钟内即可完成结合，结合效率达86.6%，显著优于传统染料IR-808和CO-1080。高分辨质谱（HRMS）证实其存在单/双氯取代两种结合模式，分子动力学模拟揭示双位点结合构象最稳定。

成像性能优化
在光血栓卒中（PTS）模型中，NIR-940标记的白蛋白（SBFP-940）在BBB破坏区域呈现超高信背比（SBR>4），成像窗口长达24小时，且无信号扩散现象。对比实验表明，IR-808因非共价结合过强导致皮肤背景信号高，而CO-1080结合缓慢导致靶向效率不足。通过调控激光照射时间（3-20分钟）建立不同损伤程度的BBB模型，SBFP-940可精准区分轻度（SBR=6.3）至重度（SBR=13.4）破坏。

多屏障应用验证
该技术成功拓展至多种EB模型：

1. 皮肤血管屏障：在背部光损伤模型中，SBFP-940于2小时达到峰值SBR（13.4），清晰显示水疱形成区域；
2. 血肿瘤屏障：在4T1移植瘤中，破坏组较对照组提前6小时出现肿瘤富集（P<0.0001）；
3. 血睾屏障：43°C热损伤后，睾丸区域荧光强度较对照提升3倍；
4. 肠血管屏障：结肠炎模型显示48小时后仍保持特异性信号（SBR=4.2）。

机制与优势
shotgun蛋白质组学揭示NIR-940可同时结合白蛋白多个硫醇位点（Cys³⁸⁴/Cys³⁹³），形成"微反应器"增强荧光。相较于临床试剂吲哚菁绿（ICG）的非共价结合，该技术具有三大优势：① 避免外源白蛋白的免疫风险；② 通过内源白蛋白自然分布实现全器官覆盖；③ 双氯结构保障标记稳定性。

临床转化前景
该技术为卒中早期诊断（1小时即可检测BBB渗漏）、肿瘤药物递送评估提供了新型分子工具。未来可通过调控染料结构实现不同分子量示踪剂的开发，从而区分EB通透性的细微变化。

打赏

下载安捷伦电子书《通过细胞代谢揭示新的药物靶点》探索如何通过代谢分析促进您的药物发现研究

10x Genomics新品Visium HD 开启单细胞分辨率的全转录组空间分析！

欢迎下载Twist《不断变化的CRISPR筛选格局》电子书

单细胞测序入门大讲堂 - 深入了解从第一个单细胞实验设计到数据质控与可视化解析

下载《细胞内蛋白质互作分析方法电子书》