基于智能激活探针的糖尿病相关谷胱甘肽S-转移酶（GST）失调分子成像研究

本研究针对糖尿病中谷胱甘肽S-转移酶（GST）活性动态监测难题，开发了一种新型双模态GSTP探针。该探针可实现GST响应性荧光增强与光声信号减弱，具有高选择性、灵敏度及生物相容性。在糖尿病模型中，探针成功揭示肝脏GST活性下降并经二甲双胍部分恢复的现象，为糖尿病病理机制研究与临床监测提供了创新工具。

　　

糖尿病作为一种全球性代谢性疾病，其并发症和病理机制研究一直是医学领域的重点。肝脏作为糖代谢的关键器官，其细胞内抗氧化酶系统（如谷胱甘肽S-转移酶，Glutathione S-transferase, GST）的活性变化与糖尿病进展密切相关。然而，传统检测方法难以实现活体内GST活性的实时、动态监测，这限制了人们对糖尿病过程中氧化应激与代谢紊乱机制的深入理解。因此，开发一种能够非侵入性、高灵敏度监测GST活性的成像工具具有重要意义。

针对这一挑战，研究人员在《Biochimie》发表了一项创新研究，设计了一种智能激活型双模态探针GSTP，用于糖尿病相关GST失调的分子成像。该探针不仅具备荧光和光声双模式成像能力，还可特异性地响应GST活性变化：在GST作用下，探针荧光信号增强而光声信号减弱，从而实现对酶活性的动态可视化监测。

研究采用探针合成与表征、体外酶响应性测试、细胞毒性实验、糖尿病小鼠模型构建、体内外双模态成像、血清生化分析及组织病理学评估等关键技术方法。其中动物样本来源于实验构建的糖尿病小鼠模型。

探针设计与性能验证

通过分子设计合成GSTP探针，体外实验表明该探针可被GST特异性激活，荧光强度增强约12倍，同时光声信号显著降低。探针表现出高选择性（对其它生物硫醇无响应）和灵敏度（检测限达0.18 U/mL），且细胞实验证实其良好生物相容性。

糖尿病模型中GST活性监测

在糖尿病小鼠模型中，体内成像显示肝脏部位荧光信号明显减弱而光声信号增强，提示肝脏GST活性显著降低。经二甲双胍治疗后，荧光信号部分恢复，表明药物干预可改善GST功能。

机制验证与临床关联

血清学分析显示糖尿病小鼠谷胱甘肽（GSH）水平下降和氧化应激指标升高，与成像结果一致。组织病理学进一步证实肝脏损伤与GST活性变化的相关性，支持成像结果的可靠性。

研究结论表明，GSTP探针首次实现了糖尿病进程中GST活性的动态、双模态成像监测，揭示了肝脏GST活性降低与糖尿病氧化应激的直接关联，以及二甲双胍的部分保护作用。该技术为糖尿病病理机制研究提供了新型分子工具，具有显著的临床转化潜力，未来或可用于糖尿病及其并发症的早期诊断与治疗评估。