细胞内肿瘤相关生物标志物的灵敏和准确原位成像对评估肿瘤转移和进展的风险具有重要意义。然而，大多数在癌细胞中过表达的生物标志物也存在于正常细胞中，并且可以通过信号放大策略被同步放大。因此，传统用于检测肿瘤细胞中靶点分子的信号放大策略由于其“always-on”的传感模式也会在正常细胞中产生信号响应，导致较差信噪比（肿瘤外信号泄漏），使得肿瘤细胞特异性分子传感成为一项极具挑战性的任务。因此，建立一种有效的肿瘤细胞特异性信号放大策略以提高成像空间精度仍然是一个重大挑战。

为了解决这一科学难题，化学193班本科生王君豪同学自大二暑假开始进入化学与分子工程学院徐升豪、罗细亮教授课题组进行科研攻关，开发了一种内源性APE1酶激活的自主运动DNAzyme信号放大策略用于肿瘤细胞特异性分子成像（图1），基于这种内源性激活的信号放大设计策略，可以有效减少肿瘤外信号泄漏并最终提高了肿瘤/正常细胞的辨别率。该策略对肿瘤/正常细胞的辨别率为~3.36倍，为可激活策略的设计用于肿瘤细胞特异性分子成像提供了有价值的技术参考（图2）。

图1 内源性APE1激活的DNAzyme信号放大策略用于肿瘤细胞特异性分子成像示意图。

                图片来源：Anal. Chem.

   图2 内源性APE1激活的DNAzyme信号放大策略对混合培养细胞中肿瘤/正常细胞的辨别。                              图片来源：Anal. Chem.

该研究成果近期以题为《Enzymatically activated autonomous-motion DNAzyme signal amplification strategy for tumor cell-specific molecular imaging with improved spatial specificity》发表在自然指数期刊美国化学会分析化学领域顶级期刊Analytical Chemistry （Anal. Chem., 2023, DOI: 10.1021/acs.analchem.3c01963, 一区，IF=8.008）上，文章的第一作者是化学与分子工程学院化学193班本科生王君豪，通讯作者是徐升豪副教授和罗细亮教授。该研究得到国家自然科学基金（21505081、21974075）、山东省省属优青（ZR2019YQ13）、山东省高校优秀青年创新团队项目（2019KJC007）和山东省泰山学者建设专项基金（ts20110829）的资助支持。

近年来，化学院在本科生培养方面实行学业导师制，培养了本科生的科研兴趣和能力，提高了本科生投入科研工作的热情，不仅有重要科研成果产出，推进了创新型本科人才建设发展，也为学校自然指数（Nature Index）排名做出了积极贡献。

Junhao Wang, Yuanyuan Liu, Tingting Zhao, Jiaheng Shi, Jing Chen, Dan Li, Yanyun Cui, Shenghao Xu*, and Xiliang Luo*, Enzymatically activated autonomous-motion DNAzyme signal amplification strategy for tumor cell-specific molecular imaging with improved spatial specificity, Anal. Chem., 2023, DOI:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.3c01963

  作者简介：王君豪，化学院化学193班本科生，大二下学期进入徐升豪、罗细亮教授课题组从事激活型探针的设计及在肿瘤细胞特异性分子成像中的研究，目前已在自然指数期刊美国化学会分析化学领域顶级期刊Analytical Chemistry上共计发表5篇SCI论文，2023年保送至天津大学理学院化学系攻读化学专业硕士研究生。