ds案例 | 肿瘤治疗中一种可激活apn的荧光探针分子的研究-九游会j9官方登录入口

恶性肿瘤的复发主要是由于手术切除不彻底所致。特别是由于缺乏明确区分正常组织和肿瘤组织边界范围的有效手段，以视觉检查和触诊为主的手术方式难以发现和准确切除转移性肿瘤。因此，开发具有较高肿瘤/正常(t/n)组织比例的激活荧光探针在临床中尤为迫切。

鉴于cd13/氨肽酶n (apn)被认为是一种癌症特异性的生物标志物，介导恶性肿瘤的进展、侵袭和迁移，我们报道了一种针对apn的荧光探针yh-apn，并展示了其在癌细胞鉴别中的应用。利用ds中的分子对接方法解释了yn-apn的作用机制。经原位喷雾方式，荧光上瘤与正常(t/n)组织比例(皮下移植瘤:13.86;肝转移:4.42和6.25;脾转移:4.99)。更重要的是，我们已经证明了成像直径小于1毫米的肿瘤转移组织的能力，这突出了该探针作为手术切除工具的潜力。本研究可促进酶激活荧光探针在肿瘤诊断和影像引导手术(igs)中的应用。

分子对接（molecular docking）是基于结构药物设计的核心模拟手段，依据受体与配体作用时的几何匹配和能量匹配过程，模拟受体-配体相互作用，预测两者间最佳的结合模式和结合亲和力。采用分子对接模拟技术，科研人员可以进行基于结构的药物虚拟筛选，药物分子的结构改造，药靶相互作用的机理研究等工作，从而大大提高实验效率。在discovery studio这一分子模拟的综合平台中，共有四种对接程序，包含libdock、cdocker、flexibledocking，这三种对接算法各有优势，能够满足广大科研工作者的多种应用需求，为其提供配体受体间相互识别的“利器”。

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恶性肿瘤的手术切除仍然是治疗的第一步，在许多情况下是唯一的治疗选择。在手术中，观察实体肿瘤的全部范围，包括肿瘤边界、显微镜下和转移病灶决定了手术的结果。不完全切除肿瘤病变会导致肿瘤复发，因此准确检测小尺寸(小于5 mm)的肿瘤变得更加重要。实际上，绝大多数伴有肿瘤转移的肿瘤在临床上都是通过常规的诊断手段，如磁共振(mr)、超声(us)、x线计算机断层扫描(ct)等，由于分辨率不理想(大于5 mm)，在中晚期才被发现。此外，这些方法在临床上也有不足之处，因为它们往往难以准确区分微小肿瘤组织与正常组织的边界，在手术过程中会出现一些摸不到、看不见的区域(2-3毫米)。相比之下，荧光成像技术被用于细胞甚至分子水平上的许多生理和病理过程的实时监测。因此，荧光成像是一种很有前途的肿瘤手术检查方法。我们报道了一种可激活的荧光分子yh-apn，通过追踪肿瘤特异性酶cd13/氨肽酶n (apn, ec 3.4.11.2)来改善成像引导肿瘤手术。apn是锚定在细胞外膜上的锌金属肽酶之一，被认为是与癌细胞的发生、侵袭、血管生成和迁移相关的生物标志物。我们发现，yh-apn的释放通过一步酶促反应被快速激活。此外，yh-apn具有极高的灵敏度和选择性，能够准确监测apn在癌细胞中的活性，信噪比高。此外，yh-apn能够通过原位喷涂技术对肿瘤组织与正常组织的比例(t/n)高于13.86的实体瘤进行实时成像。基于discovery studio 2.5平台进行了对接计算。选择来自pdb数据库的人apn晶体结构作为研究模型。yh-apn由于与酶的疏水空腔匹配，倾向于接近锌离子的配位中心(图a和b)。yh-apn与apn的配位键长度分别为2.090埃和2.131埃，无限接近其与氨基酸残基的固有坐标距离(2.027埃, 2.085埃, 1.936埃，图c)。此外，yh-apn与氨基酸残基tyr477、glu411、glu355、ala353之间存在氢键，使其能够牢牢的固定在apn的特定空腔内(图d)。这些结果清楚地表明，yh-apn可以被apn识别，从而导致氨基的传递并发出荧光。

为什么选择？

1.      中共有四种对接程序，这四种对接算法各有优势，能够满足广大科研工作者的多种应用需求；

2.      中有多种对接结果的评价分析手段，包括2d/3d相互作用图分析（可以分析氢键、疏水作用、卤键等多种非键作用类型）、结合口袋表面分析、氢键热图、多种打分函数、结合能的计算等；

3.      应用广泛，操作简便，图形化界面十分友好，结果易于分析。