基于双响应级联荧光探针DCF-Pa的化疗性肠粘膜炎实时成像研究

针对化疗性肠粘膜炎(CIM)诊断工具匮乏的难题，山东大学团队开发了兼具泛酸酶(pantetheinase)活性和微环境粘度双重响应的级联荧光探针DCF-Pa。该探针通过DCF-NH2荧光团与泛酸基团的巧妙设计，实现酶解激活与粘度增强的协同信号放大，在5-氟尿嘧啶诱导的小鼠模型中成功实现CIM的无创可视化，为炎症性肠病机制研究提供了新工具。

　　

化疗药物在杀灭肿瘤细胞的同时，常常给患者带来难以避免的副作用，其中化疗性肠粘膜炎(CIM)尤为棘手。这种炎症性病变影响着40%-100%的化疗患者，可导致腹痛、腹泻甚至败血症。尽管医学界早已提出CIM发展的五阶段模型，但由于其复杂的病理机制，至今缺乏有效的诊断手段。更棘手的是，传统检测方法如放射性标记和分光光度法，根本无法在活体组织中实时监测关键生物标志物——泛酸酶(Vanin-1)的活性变化。

山东大学第二医院的研究团队在《Sensors and Actuators B: Chemical》发表的研究中，带来了一项突破性解决方案。他们设计出名为DCF-Pa的级联荧光探针，这种精巧的分子工具能像"双保险锁"一样，只有当同时检测到泛酸酶活性和组织粘度升高时，才会发出强烈的荧光信号。这种双重响应机制大幅降低了假阳性风险，为CIM的精准诊断带来了新希望。

研究团队采用了三项关键技术：分子对接模拟验证探针与Vanin-1的结合特性，紫外-可见吸收光谱和荧光光谱分析探针的光物理性质，以及5-氟尿嘧啶诱导的小鼠CIM模型进行体内验证。来自医院临床样本的分析为研究提供了重要参考。

【分子对接揭示结合机制】
通过模拟DCF-Pa与Vanin-1(PDB ID: 9IZL)的相互作用，发现探针能精准定位酶的催化中心，其泛酸基团与关键氨基酸残基形成氢键网络，这种特异性结合为后续实验奠定了理论基础。

【光谱特性验证双重响应】
体外实验显示，DCF-Pa对泛酸酶的检测限低至0.24 ng/mL。当酶解反应释放出DCF-NH₂后，粘度增加会限制分子旋转，使荧光强度进一步提升3.8倍，完美模拟了炎症组织中酶活性和粘度同时升高的病理特征。

【动物模型实现疾病可视化】
在5-氟尿嘧啶诱导的CIM小鼠中，腹部荧光信号随时间增强，与肠道Vanin-1表达水平呈正相关。这种无创成像方式不仅能区分病变程度，还可动态监测疾病进展，为临床评估提供了可视化工具。

这项研究的意义不仅在于开发了一个新型诊断工具。通过揭示Vanin-1在CIM中的动态变化规律，研究人员为理解肠道炎症的分子机制打开了新窗口。DCF-Pa采用的级联激活策略——先酶解解锁荧光基团，再通过粘度增强信号——为其他炎症性疾病的探针设计提供了范式转移。该技术未来或可拓展应用于溃疡性结肠炎、克罗恩病等疾病的早期诊断，并为靶向Vanin-1的药物开发提供评价手段。

正如通讯作者Ying Qu博士团队强调的，这种"双锁"设计有效规避了单响应探针的局限性。研究过程中，Xuyu Song和Yuxing Lin等研究者对探针结构的反复优化，最终实现了0.98的荧光量子产率。国家自然科学基金和山东省自然科学基金的支持，保障了这项转化医学研究的顺利开展。这项成果标志着我国在分子影像探针领域又迈出了坚实一步。