近日，深圳大學醫學部生物醫學工程學院黃鵬特聘教授團隊在國際頂級學術期Science Advances（影響因子11.7，中科院一區，TOP期刊）上發表了題為“Reversibly photoswitchable protein assemblies with collagen affinity for in vivo photoacoustic imaging of tumors”的研究論文。該研究的所有工作均在深圳大學完成，該團隊副研究員陳帥、研究生黎開心為論文共同第一作者，黃鵬教授為唯一通訊作者，深圳大學為唯一通訊單位，該團隊所在的生物醫學工程學科屬于廣東省優勢重點學科。

光聲（PA）成像是一種非電離的混合成像技術，結合了光學成像的高對比度與超聲成像在深層組織中的高空間分辨率，從而克服了單純光學或超聲成像的局限性。其在無標簽成像領域具有顯著的優勢，然而，由于內源性生物分子（如血紅蛋白和黑色素）的強光吸收導致了較大的背景噪聲，大大削弱了PA成像的靈敏度。因此，發展新型探針實現無背景PA成像是研究的熱點。

可逆光開關蛋白探針的光致變色特性有助于消除多余的背景噪聲，尤其適用于深部腫瘤PA成像。該團隊通過AlphaFold成功開發了一種基于可逆光開關蛋白的組裝體（DrBphP-CBD），該蛋白通過將極端嗜輻射菌（Deinococcus radiodurans）中的光敏模塊（DrBphP）與膠原結合域（CBD）進行基因融合并制備。這些蛋白組裝體的尺寸在100納米左右，由24個DrBphP二聚體和12個CBD三聚體組成，展示出24個蛋白亞基。該納米組裝體對膠原具有強親和力，以及顯著的光開關對比度，極大地提升了PA成像的對比度。在多種小鼠腫瘤模型中，通過靜脈注射DrBphP-CBD，該組裝體展現出優異的腫瘤靶向性，并表現出較長的腫瘤滯留時間。通過背景抑制PA成像技術，大大地減少了背景的噪音，顯著地提高了PA成像的對比度。研究結果表明DrBphP-CBD作為光聲對比劑展現出的高特異性和優越的光開關對比度，有望在未來的臨床應用中提升光聲成像技術的診斷精度，推動癌癥早期檢測和治療監測的進一步發展。

本研究工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、廣東省基礎研究計劃、深圳市科技計劃基礎研究等項目的支持。

原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adn8274