摘要
溃疡性结肠炎是一种难诊断难治疗的肠道疾病，其表现为腹痛、腹泻和便血，并且是结肠癌的重要诱因之一。溃疡性结肠炎的主要发病机制是肠道内细菌异常引起强烈免疫反应从而导致溃疡，这也被证明与缺氧、炎症反应有着密不可分的联系。缺氧作为一种细胞和组织水平是否异常的重要指标，与炎症、器官损伤、细菌感染、肿瘤等诸多疾病密切相关。目前，肠镜作为诊断溃疡性结肠炎最有效的手段，通常只适用于发病中晚期，不适用于早期诊断和预防。因此，开发一种快速、准确、无创的早期诊断手段迫在眉睫。 硝基还原酶(NTR)是一种黄素蛋白，其作用是在一定氢离子供体存在的情况下将芳香族硝基化合物还原为芳香胺。研究发现，在人体的缺氧部位中硝基还原酶的表达水平显著上调，被认为是一种肿瘤、炎症等缺氧型疾病的重要病理指标。因此，对生物体内的硝基还原酶进行特异性检测和精准性定位可以显著提高缺氧相关疾病的诊断准确性。受此启发，在原位病灶监测硝基还原酶活性来识别缺氧区域并实现对溃疡性结肠炎的诊断是一项重要且具有挑战性的工作。因此，开发一种原位检测硝基还原酶表达水平的分析方法对于溃疡性结肠炎的早期诊断和监控疾病发展具有重要意义。 本研究基于尼罗蓝荧光团设计了一种开启型近红外荧光探针NB-NO2，实现了对硝基还原酶表达水平的实时监测，被证明是一种方便高效的硝基还原酶检测方法。在体外实验中，NB-NO2在还原型辅酶Ⅰ(NADH)的催化下与硝基还原酶反应释放荧光信号，在10 μg/mL硝基还原酶存在下，探针的荧光强度增强约22.5倍，并且其荧光强度在硝基还原酶浓度0-15 μg/mL的范围内呈良好的线性关系。探针在体外测试中表现出选择性优异以及响应时间快速、细胞毒性低的优点。细胞实验及活体实验证明了NB-NO2能通过荧光成像的手段在细胞水平有效评估硝基还原酶的表达水平，以及在动物水平准确识别小鼠肿瘤部位的能力。更重要的是，NB-NO2通过对结肠部位硝基还原酶的特异性识别，实现对葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的溃疡性结肠炎的原位荧光成像诊断。通过生物学指标的评估、荧光成像评估等一系列生物化学实验，证明了该方法在生物医学上的应用前景。
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