钟业腾课题组在血氧饱和度活体动态成像技术方面取得新进展

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肿瘤细胞的代谢活动依赖于从周围血管中汲取的氧气和养分，以维持其异常的增殖、侵袭和转移行为。大量的研究工作已经表明，不同肿瘤之间存在显著的代谢微环境异质性，且其内在和外在的决定性影响因素尚未阐明；而这种代谢微环境的异质性还会严重影响针对肿瘤代谢特异性药物的有效性。肿瘤组织内部及其周围血管中的血红蛋白负责氧气分子的运输；因此在活体原位条件下对肿瘤相关血管中血氧饱和度水平的可视化监控和定量化测量，有助于有效评估肿瘤组织细胞的代谢水平和代谢微环境，从而为肿瘤学研究和临床诊断预测提供更精确、更全面的关键信息。

        近日，国家纳米科学中心钟业腾研究员团队联合陈春英研究员团队和胡志远研究员团队共同研发了一种在近红外二b区（NIR-IIb, 1500-1700nm）活体成像窗口下的血氧饱和度（oxyhemoglobin saturation, sO2）原位动态成像技术。应用该技术可以对小鼠深层组织内的肿瘤血管结构进行清晰成像的同时，实时准确地量化其sO2水平。该sO2指标不仅可用于评估肿瘤组织的代谢水平，还可用于预测肿瘤免疫治疗的响应性，为肿瘤免疫治疗的疗效预测提供了一种全新的方法。此外，基于此技术的双通道NIR-IIb活体动态成像，能够同时获取肿瘤血管sO2成像和PD-L1分子影像，从而有望进一步提高肿瘤免疫治疗预测的准确性。
         该研究成果以Oxyhaemoglobin saturation NIR-IIb imaging for assessing cancer metabolism and predicting the response to immunotherapy为题，发表于Nature Nanotechnology上（DOI: 10.1038/s41565-023-01501-4）。博士生方治国、特别研究助理王晨蕾和解放军总医院博士后杨京润为本文的共同第一作者，国家纳米科学中心陈春英研究员、胡志远研究员和钟业腾研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划和博士后科学基金的支持。上述研究的核心技术已经申请中国发明专利。
          论文链接：https://doi.org/10.1038/s41565-023-01501-4
          文章来源：国家纳米科学中心
          钟业腾，国家纳米科学中心研究员。2014年在中国科学院化学研究所获得博士学位（指导老师：姚建年院士）。2014年-2015年在国家纳米科学中心从事博士后研究（合作导师：胡志远研究员），2015年-2020年在斯坦福大学从事博士后研究（合作导师：戴宏杰院士）。2020年7月加入国家纳米科学中心。近年来一直从事稀土发光纳米颗粒的研究，相关研究工作以第一作者身份发表在Nature Biotechnology，Nature Communications，Advanced Materials等杂志上。
           陈春英，国家纳米科学中心研究员、博士生导师。1996年获得华中理工大学生物医学工程专业医学博士学位。1996年11月至2006年5月，中国科学院高能物理研究所博士后并留所工作；2001年9月-2002年9月，瑞典卡罗林斯卡大学诺贝尔医学生物化学研究所博士后。2006年6月加入国家纳米科学中心。先后主持科技部973项目、国家仪器专项、国家自然科学基金、欧盟第六、第七框架计划(EU-FP6&FP7 )、国际原子能机构协调研究计划(IAEA)等多项国内与国际合作项目。中国毒理学会及国际纯粹与应用化学联合会员，担任《Metallomics》、《Nanotoxicology》、《Particle and Fibre Toxicology》和《Current Drug Metabolism》编委。相关研究成果已在Nat Methods, Nat Commun, Chem Soc Rev, Acc Chem Res, PNAS, Nano Lett, Adv Mater, ACS Nano, Small, Biomaterials等国际著名刊物发表学术论文150余篇。中国授权专利14项，国际授权专利1项。2008年获“北京市科学技术二等奖(第二获奖人)”，2011年获“中国标准化杰出人物—创新人物”奖，2012年获“国家自然科学二等奖(第二获奖人)”，2014年获“国家杰出青年科学基金”资助以及“中国青年女科学家奖”，并入选“国家百千万人才工程”、Thomson Reuters公布的“2014年全球高引用科学家”以及“中科院百人计划”。
         胡志远， 国家纳米科学中心“百人计划”研究员，北京蛋白质组国家重点实验室客座研究员，美国FDA医疗器械审评专家（Immunology Device Committee）。1995年从上海复旦大学遗传系毕业后师从贺福初院士，发表国内第一篇蛋白质组学的研究论文（第一作者），曾获得军队科技进步二等奖。2000年留学美国约翰霍普金斯医学院，获得生物化学博士。2005年起到西雅图的美国系统生物学研究所奠基人美国四院院士李·胡德（Leroy Hood）教授实验室进行博士后研究，2006年被聘为该研究所研究科学家。主要从事蛋白质组学新技术的开发和疾病分子标记物群的发现和验证，发现14个肝脏损伤的血清蛋白标记物。2010年底加入国家纳米科学中心，2011年获得中科院“引进国外杰出人才”择优支持。研究领域为纳米技术在转化医学上的应用，重点探索纳米科学和分子组学的交叉前沿。近年来关注纳米生物效应的分子机制研究；微流控芯片用于高通量固相微量多肽合成，制备微流控和微阵列多肽芯片用于疾病分子标记物的筛选和检测。胡志远已在《PNAS》、《Mol. Cell. Proteomics》、《J. Clin. Invest.》等学术刊物上发表SCI论文40多篇，论文被同行他引2000余次。