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1. Science：蛋白質中光異構化途徑的靜電控制

光激發後圍繞特定鍵的旋轉是視覺的中心，在光遺傳學、超分辨率顯微鏡和光活性分子器件中，這是一個新興的機會。空間效應和靜電效應在鍵特異性光異構化反應中的競爭作用已被廣泛討論，後者起源於激發時的髮色團電荷轉移。

近日，美國斯坦福大學Steven G. Boxer等研究人員，發現蛋白質中光致異構化途徑的靜電控制。研究人員系統地改變了綠色熒光蛋白髮色團在光開關變體Dronpa2中的靜電性質，使用琥珀抑制將給電子基團和吸電子基團引入酚鹽環。通過分析吸收（顏色）、熒光量子產率以及對基態和激發態異構化的能壘，研究人員定量地評估了空間和靜電的貢獻，並證明了靜電效應是如何偏向髮色團光異構化的途徑的，從而產生了指導蛋白質設計的通用框架。

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納米機器用於在體內對pH進行時間分辨激活的成像和傳感

儘管探針或納米材料在監測各種生理和病理過程中具有很好的應用潛力，但它們還無法對pH進行高時空精度的傳感和成像。國家納米科學中心李樂樂研究員首次利用可遠程和非侵入性控制的DNA納米機器來監測活細胞和動物體內的pH值。

實驗結果表明，該納米機器不僅可以對細胞內pH進行激活的熒光成像，還可以通過高時空精度的近紅外輻射對荷瘤小鼠的pH監測進行時空控制。因此這一研究工作表明，將DNA納米技術與上轉換材料相結合從而產生可以被精確控制的納米機器，能夠為pH的傳感和成像提供了一個新的高效策略。

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引起的瘧原蟲青蒿素耐藥性機制

膠質母細胞瘤是腦癌的惡性形式。近日，美國加州大學舊金山分校Arnold Richard Kriegstein、David Ronan Raleigh等研究人員，發現外放射狀神經膠質樣幹細胞（GSC）促進成膠質母細胞瘤的異質性。為了確定可能闡明腫瘤侵襲驅動因素的腫瘤異質性，研究人員創建了膠質母細胞瘤腫瘤細胞圖譜，其中癌細胞的單細胞轉錄組學被映射到發育中和成年人腦的參考框架上。

研究人員發現單個腫瘤內存在多個GSC亞型。在這些GSC中，研究人員確定了一種與外放射狀神經膠質（oRG）類似的侵襲性細胞群，這是一種胎兒細胞類型，可在正常人的皮質中擴展幹細胞的微環境。使用原發性切除腫瘤的實時延時成像，研究人員發現腫瘤來源的oRG樣細胞經歷了以前僅在人類發育中觀察到的特徵性有絲分裂染色體移位行為，這提示了發育程序的重新激活。此外，研究人員顯示PTPRZ1介導有絲分裂的染色體易位和膠質母細胞瘤腫瘤侵襲。這些數據表明，異種GSC的存在可能是膠質母細胞瘤快速進展和侵襲的基礎。

亮點

1、膠質母細胞瘤腫瘤由異源細胞和腫瘤幹細胞組成

2、膠質母細胞瘤重新激活一種發育細胞類型，外放射狀膠質細胞

3、這些外側徑向膠質細胞在PTPRZ1介導下發生有絲分裂的體細胞移位

4、膠質母細胞瘤的外徑向膠質細胞通過PTPRZ1促進腫瘤侵襲

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：富碘半導體納米粒子，用於CT/熒光雙模態成像引導的增強PDT

光動力療法(PDT)是一種很有前途的腫瘤治療技術，具有副作用小、療效好等優點。然而，腫瘤缺氧部位的供氧不足明顯限制了單線態氧(¹O₂)的產生，從而限制了PDT的療效。到目前為止，提高PDT效率的策略通常依賴於複雜的納米系統，這需要複雜的設計或複雜的合成過程。

在此，南京郵電大學範曲立、謝晨及南開大學zhou Wen等人設計並製備了用於增強PDT的富碘半導體聚合物納米粒子(SPN-I)，利用碘誘導的分子間重原子效應來提高¹O₂的產生。納米粒子由作為光敏劑和熒光信號源的近紅外(NIR)吸收半導體聚合物(PCPDTBT)，以及用作¹O₂生成增強劑和納米載體的碘接枝兩親性二嵌段共聚物(PEG-PHEMA-I)組成。與由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有助於結直腸癌對西妥昔單抗的耐藥性

西妥昔單抗可提高轉移性結直腸癌患者的存活率。其主要侷限是原發性和繼發性耐藥，其潛在機制需要廣泛研究。在此，北京生物工程研究所王友亮、Hu Xianwen、解放軍總醫院Xu Jianming等人證明PRSS的表達水平與癌細胞對西妥昔單抗的敏感性呈顯著負相關。

詳細的機理分析表明，PRSS能切割西妥昔單抗，導致耐藥性。西妥昔單抗或貝伐單抗與PRSS抑制劑SPINK1聯合使用比單獨使用西妥昔單抗或貝伐單抗能更有效地抑制異種移植模型中細胞生長。對156例mCRC患者血清PRSS水平進行分析，發現PRSS表達異常的患者中西妥昔單抗治療的療效較差。並對癌症基因組圖譜數據庫中經單克隆抗體(MAb)治療的癌症患者的PRSS表達進行評估，以確定PRSS表達水平較高的患者是否顯著降低了無進展生存率。此工作為靶向PRSS聯合西妥昔單抗治療提供了強有力的科學依據。

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：利用納米星進行免疫成像以檢測免疫標誌物並監測免疫治療響應

免疫應答細胞程序性死亡蛋白1(PD-1)的過表達及其與配體PD-L1的結合對CD8⁺T細胞造成功能損傷，並與癌症的發展有關。然而，PD-L1表達的異質性和基於生物組織的檢測方法的多樣性使得目前人們還無法準確預測PD-L1狀態。因此，對PD-L1進行單獨篩查並不能有效預測患者對治療的響應。

範德堡大學Rizia Bardhan教授開發了一種免疫活性的金納米星(IGNs)並將其作為多模態探針，用於在體內同時準確地檢測PD-L1⁺腫瘤細胞和CD8⁺T細胞。實驗通過將正電子發射斷層掃描的全身性成像與高靈敏度和多路複用的拉曼光譜相整合，實現了對兩個免疫標記物的動態跟蹤研究。並且，IGNs也可以對聯合使用PD-L1和CD137受體激動劑進行治療的小鼠進行治療響應的監測，從而將有響應的小鼠與無響應的小鼠區分開來。

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：基於AIE的治療劑：在晚期細胞凋亡前原位跟蹤線粒體自噬以指導光動力療法

光動力療法（PDT）利用活性氧（ROS）誘導腫瘤細胞凋亡。鑑於細胞凋亡是一種涉及多個亞有機體的程序性細胞死亡，且癌細胞對ROS的敏感性高於正常細胞，早期確認ROS誘導的細胞凋亡可有效避免過度治療。

近日，安徽大學周虹屏、朱小姣等研究人員，開發了一種基於聚集誘導發射(AIE)的治療劑(TPA3)，用於在晚期凋亡之前原位動態跟蹤線粒體自噬。TPA3對自噬空泡(AVs)具有高度特異性，AVs的出現是細胞凋亡早期線粒體自噬的標誌性事件，在白光照射下對裸鼠癌細胞和皮膚癌具有光毒作用。此外，在共聚焦顯微鏡下首次對涉及線粒體、AVs和溶酶體的動態線粒體自噬過程進行了原位監測，為在晚期細胞凋亡之前評估療效提供了一個實時的自我監測系統。這種熒光成像引導的光動力療法在臨床應用上取得了很大進展。

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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