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1. Science：蛋白质中光异构化途径的静电控制

光激发后围绕特定键的旋转是视觉的中心，在光遗传学、超分辨率显微镜和光活性分子器件中，这是一个新兴的机会。空间效应和静电效应在键特异性光异构化反应中的竞争作用已被广泛讨论，后者起源于激发时的发色团电荷转移。

近日，美国斯坦福大学Steven G. Boxer等研究人员，发现蛋白质中光致异构化途径的静电控制。研究人员系统地改变了绿色荧光蛋白发色团在光开关变体Dronpa2中的静电性质，使用琥珀抑制将给电子基团和吸电子基团引入酚盐环。通过分析吸收（颜色）、荧光量子产率以及对基态和激发态异构化的能垒，研究人员定量地评估了空间和静电的贡献，并证明了静电效应是如何偏向发色团光异构化的途径的，从而产生了指导蛋白质设计的通用框架。

Matthew G. Romei, Chi-Yun Lin, Irimpan I. Mathews, et al. Electrostatic control of photoisomerization pathways in proteins. Science, 2020.

DOI: 10.1126/science.aax1898

https://science.sciencemag.org/content/367/6473/76

2. Nano. Lett：DNA纳米机器用于在体内对pH进行时间分辨激活的成像和传感

尽管探针或纳米材料在监测各种生理和病理过程中具有很好的应用潜力，但它们还无法对pH进行高时空精度的传感和成像。国家纳米科学中心李乐乐研究员首次利用可远程和非侵入性控制的DNA纳米机器来监测活细胞和动物体内的pH值。

实验结果表明，该纳米机器不仅可以对细胞内pH进行激活的荧光成像，还可以通过高时空精度的近红外辐射对荷瘤小鼠的pH监测进行时空控制。因此这一研究工作表明，将DNA纳米技术与上转换材料相结合从而产生可以被精确控制的纳米机器，能够为pH的传感和成像提供了一个新的高效策略。

Jian Zhao, Yinghao Li, Lele Li. et al. Time-Resolved Activation of pH Sensing and Imaging in Vivo by a Remotely Controllable DNA Nanomachine. Nano Letters. 2020

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b03471

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b03471

3. Cell Stem Cell：Kelch13引起的疟原虫青蒿素耐药性机制

胶质母细胞瘤是脑癌的恶性形式。近日，美国加州大学旧金山分校Arnold Richard Kriegstein、David Ronan Raleigh等研究人员，发现外放射状神经胶质样干细胞（GSC）促进成胶质母细胞瘤的异质性。为了确定可能阐明肿瘤侵袭驱动因素的肿瘤异质性，研究人员创建了胶质母细胞瘤肿瘤细胞图谱，其中癌细胞的单细胞转录组学被映射到发育中和成年人脑的参考框架上。

研究人员发现单个肿瘤内存在多个GSC亚型。在这些GSC中，研究人员确定了一种与外放射状神经胶质（oRG）类似的侵袭性细胞群，这是一种胎儿细胞类型，可在正常人的皮质中扩展干细胞的微环境。使用原发性切除肿瘤的实时延时成像，研究人员发现肿瘤来源的oRG样细胞经历了以前仅在人类发育中观察到的特征性有丝分裂染色体移位行为，这提示了发育程序的重新激活。此外，研究人员显示PTPRZ1介导有丝分裂的染色体易位和胶质母细胞瘤肿瘤侵袭。这些数据表明，异种GSC的存在可能是胶质母细胞瘤快速进展和侵袭的基础。

亮点

1、胶质母细胞瘤肿瘤由异源细胞和肿瘤干细胞组成

2、胶质母细胞瘤重新激活一种发育细胞类型，外放射状胶质细胞

3、这些外侧径向胶质细胞在PTPRZ1介导下发生有丝分裂的体细胞移位

4、胶质母细胞瘤的外径向胶质细胞通过PTPRZ1促进肿瘤侵袭

Aparna Bhaduri, Elizabeth Di Lullo, Diane Jung, et al. Outer Radial Glia-like Cancer Stem Cells Contribute to Heterogeneity of Glioblastoma. Cell Stem Cell, 2020.

DOI: 10.1016/j.stem.2019.11.015

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(19)30470-9

4. Small：富碘半导体纳米粒子，用于CT/荧光双模态成像引导的增强PDT

光动力疗法(PDT)是一种很有前途的肿瘤治疗技术，具有副作用小、疗效好等优点。然而，肿瘤缺氧部位的供氧不足明显限制了单线态氧(¹O₂)的产生，从而限制了PDT的疗效。到目前为止，提高PDT效率的策略通常依赖于复杂的纳米系统，这需要复杂的设计或复杂的合成过程。

在此，南京邮电大学范曲立、谢晨及南开大学zhou Wen等人设计并制备了用于增强PDT的富碘半导体聚合物纳米粒子(SPN-I)，利用碘诱导的分子间重原子效应来提高¹O₂的产生。纳米粒子由作为光敏剂和荧光信号源的近红外(NIR)吸收半导体聚合物(PCPDTBT)，以及用作¹O₂生成增强剂和纳米载体的碘接枝两亲性二嵌段共聚物(PEG-PHEMA-I)组成。与由PEG-

Wen Zhou, Ying Chen, Yutao Zhang, et al. Iodine‐Rich Semiconducting Polymer Nanoparticles for CT/Fluorescence Dual‐Modal Imaging‐Guided Enhanced Photodynamic Therapy. Small, 2020.

https://doi.org/10.1002/smll.201905641

5. Sci Adv：PRSS有助于结直肠癌对西妥昔单抗的耐药性

西妥昔单抗可提高转移性结直肠癌患者的存活率。其主要局限是原发性和继发性耐药，其潜在机制需要广泛研究。在此，北京生物工程研究所王友亮、Hu Xianwen、解放军总医院Xu Jianming等人证明PRSS的表达水平与癌细胞对西妥昔单抗的敏感性呈显著负相关。

详细的机理分析表明，PRSS能切割西妥昔单抗，导致耐药性。西妥昔单抗或贝伐单抗与PRSS抑制剂SPINK1联合使用比单独使用西妥昔单抗或贝伐单抗能更有效地抑制异种移植模型中细胞生长。对156例mCRC患者血清PRSS水平进行分析，发现PRSS表达异常的患者中西妥昔单抗治疗的疗效较差。并对癌症基因组图谱数据库中经单克隆抗体(MAb)治疗的癌症患者的PRSS表达进行评估，以确定PRSS表达水平较高的患者是否显著降低了无进展生存率。此工作为靶向PRSS联合西妥昔单抗治疗提供了强有力的科学依据。

Zhaoli Tan, Lihua Gao, Yan Wang, et al. PRSS contributes to cetuximab resistance in colorectal cancer. Sci. Adv., 2020.

https://advances.sciencemag.org/content/6/1/eaax5576

6. ACS Nano：利用纳米星进行免疫成像以检测免疫标志物并监测免疫治疗响应

免疫应答细胞程序性死亡蛋白1(PD-1)的过表达及其与配体PD-L1的结合对CD8⁺T细胞造成功能损伤，并与癌症的发展有关。然而，PD-L1表达的异质性和基于生物组织的检测方法的多样性使得目前人们还无法准确预测PD-L1状态。因此，对PD-L1进行单独筛查并不能有效预测患者对治疗的响应。

范德堡大学Rizia Bardhan教授开发了一种免疫活性的金纳米星(IGNs)并将其作为多模态探针，用于在体内同时准确地检测PD-L1⁺肿瘤细胞和CD8⁺T细胞。实验通过将正电子发射断层扫描的全身性成像与高灵敏度和多路复用的拉曼光谱相整合，实现了对两个免疫标记物的动态跟踪研究。并且，IGNs也可以对联合使用PD-L1和CD137受体激动剂进行治疗的小鼠进行治疗响应的监测，从而将有响应的小鼠与无响应的小鼠区分开来。

Yu-Chuan Ou, Rizia Bardhan. et al. Multimodal Multiplexed Immunoimaging with Nanostars to Detect Multiple Immunomarkers and Monitor Response to Immunotherapies. ACS Nano. 2020

DOI: 10.1021/acsnano.9b07326

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b07326

7. AMI：基于AIE的治疗剂：在晚期细胞凋亡前原位跟踪线粒体自噬以指导光动力疗法

光动力疗法（PDT）利用活性氧（ROS）诱导肿瘤细胞凋亡。鉴于细胞凋亡是一种涉及多个亚有机体的程序性细胞死亡，且癌细胞对ROS的敏感性高于正常细胞，早期确认ROS诱导的细胞凋亡可有效避免过度治疗。

近日，安徽大学周虹屏、朱小姣等研究人员，开发了一种基于聚集诱导发射(AIE)的治疗剂(TPA3)，用于在晚期凋亡之前原位动态跟踪线粒体自噬。TPA3对自噬空泡(AVs)具有高度特异性，AVs的出现是细胞凋亡早期线粒体自噬的标志性事件，在白光照射下对裸鼠癌细胞和皮肤癌具有光毒作用。此外，在共聚焦显微镜下首次对涉及线粒体、AVs和溶酶体的动态线粒体自噬过程进行了原位监测，为在晚期细胞凋亡之前评估疗效提供了一个实时的自我监测系统。这种荧光成像引导的光动力疗法在临床应用上取得了很大进展。

Junjun Wang, Xiaojiao Zhu, Jie Zhang, et al. AIE-Based Theranostic Agent: In Situ Tracking Mitophagy Prior to Late Apoptosis To Guide the Photodynamic Therapy. ACS Applied Materials & Interfaces, 2020.

DOI: 10.1021/acsami.9b15577

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.9b15577

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