炎癥是癌癥、神經退行性疾病、心血管病變及自身免疫性疾病等重大疾病的核心驅動因素。炎癥過程涉及免疫細胞、炎癥因子與乏氧微環境的跨尺度動態互作。動態可視化與精準調控炎癥關鍵分子事件是實現上述重大疾病精準診療的關鍵。

近日，中國科學院深圳先進技術研究院（以下簡稱“深圳先進院”）醫學成像科學與技術系統全國重點實驗室鄭海榮院士、盛宗海研究員與哈佛醫學院陶偉教授、南方醫科大學李穎嘉教授等多家單位合作，研制出類囊體靶向新探針，創建植物光合作用重塑炎癥微環境新技術，實現了炎癥關鍵分子事件的精準成像與調控。相關成果以"Bioengineered photosynthetic nanothylakoids reshape the inflammatory microenvironment for rheumatoid arthritis therapy"為題發表在Nature Nanotechnology上。

研究團隊從菠菜中提取植物類囊體，并利用臨床輔料聚乙二醇（PEG）對其進行表面修飾，成功研制出一種天然植物來源的靶向熒光探針，打破了傳統依賴化學合成制備診療探針的主流范式。靶向類囊體探針能特異性識別并追蹤促炎巨噬細胞，在660nm LED光照射下，可驅動光合作用改善病灶的乏氧微環境，同步清除多種炎癥因子，有效調控巨噬細胞從促炎表型向抑炎表型轉化。團隊在膠原誘導的類風濕大鼠模型、兔子模型和巴馬豬模型上驗證了類囊體探針的有效性和安全性，療效優于臨床一線治療藥物甲氨蝶呤。該研究為新型光學診療探針的研發及其用于炎癥微環境關鍵分子事件的精準可視化與調控提供了全新思路。相關成果正在與醫院合作推進臨床轉化應用。? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

本研究得到了醫學成像科學與技術系統全國重點實驗室、國家自然科學基金重大研究計劃集成項目、科技部重點研發計劃（基礎科研條件與重大科學儀器設備研發）、深圳醫學科學院前沿探索項目、中國科學院深圳先進技術研究院國際聯合實驗室等項目資助。深圳先進院客座研究生李子玥博士、楊貽培博士以及哈佛醫學院石業思博士為本文第一作者，深圳先進院鄭海榮院士、盛宗海研究員，哈佛醫學院陶偉教授，南方醫科大學李穎嘉教授為本文通訊作者。深圳先進院為本文第一單位。

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類囊體探針特異性標記巨噬細胞，“多管齊下”調控炎癥微環境

實驗室團隊合影