一、研究背景與設計理念

光熱療法（PTT）作為一種非侵入性腫瘤治療手段，其療效高度依賴于光熱制劑（PTA）的性能。金納米粒子（AuNPs）因其良好的生物相容性和可調諧的光學性質，成為一類重要的PTA。然而，傳統AuNPs的光熱轉換效率有限，尤其在近紅外窗口區(qū)的吸收較弱。研究發(fā)現，當AuNPs（直徑小于8納米）在腫瘤細胞內發(fā)生特異性聚集時，其表面等離子體共振效應會顯著增強，從而大幅提升光熱轉換效率。因此，開發(fā)一種能夠在腫瘤細胞內被特異性激活，并誘導AuNPs聚集的智能響應系統，是提高PTT療效和選擇性的關鍵。

弗林蛋白酶（Furin，亦稱PCSK3）是一種在多種惡性腫瘤（如乳腺癌、肺癌等）中高表達的轉化酶，其活性在腫瘤組織中顯著上調，是理想的腫瘤微環(huán)境響應性生物標志物?；诖耍不諑煼洞髮W王廣鳳教授與中國科學技術大學梁高林教授團隊，創(chuàng)新性地設計并構建了一種Furin酶響應的智能型金納米平臺，實現了腫瘤細胞內酶控的AuNPs聚集，從而顯著增強了光熱治療效果。

二、Furin/PCSK3 His Tag 蛋白在設計與驗證中的關鍵作用

在構建此智能響應系統的過程中，高純度、高活性的Furin蛋白酶是進行體外機制驗證和條件優(yōu)化的核心工具。Furin/PCSK3 His Tag 蛋白作為一種含有組氨酸標簽的重組蛋白酶，便于通過親和層析進行純化，確保了酶學實驗的準確性與可重復性。其具體應用體現在：

1. 體外響應性驗證：研究人員利用Furin/PCSK3 His Tag 蛋白，在體外模擬生理條件，驗證了所設計的納米探針（AuNP@1）能夠被Furin特異性切割并觸發(fā)后續(xù)的分子縮合反應，從而直接證明了系統的響應機制可行性。

2. 酶切動力學與條件優(yōu)化：通過該純化蛋白，可以精確測定Furin對AuNP@1表面修飾底物肽的酶切效率與動力學參數，為納米平臺的最終設計（如肽鏈長度、連接位點）提供了關鍵的定量化數據支持。

三、智能納米平臺的作用機制與治療效果

該研究設計的Furin響應型AuNPs平臺（AuNP@1），其表面修飾了經過設計的肽段，該肽段含有Furin特異性識別切割序列以及一個2-氰基苯并噻唑基團。

1. 細胞內激活與聚集機制：當AuNP@1被高表達Furin的腫瘤細胞（如MDA-MB-468細胞）內吞后，細胞內的Furin酶會特異性切割其表面的肽段，暴露出半胱氨酸殘基。隨后，在細胞內的谷胱甘肽作用下，發(fā)生快速的2-氰基苯并噻唑-半胱氨酸縮合反應，形成剛性的二聚體結構。這些二聚體作為"分子膠水"，將鄰近的AuNP@1交聯起來，最終在細胞內形成AuNPs大聚集體。

2. 增強的光熱效應：與分散狀態(tài)相比，細胞內形成的AuNPs聚集體表現出顯著增強的近紅外光吸收和光熱轉換效率。

3. 優(yōu)異的抗腫瘤效果：體外細胞實驗表明，AuNP@1對高表達Furin的腫瘤細胞具有顯著的光熱殺傷效果，而其對Furin低表達的正常細胞或使用亂序肽段對照（AuNP@1-Scr）的處理組則效果微弱。進一步的動物活體實驗證實，AuNP@1在激光照射下，能高效抑制MDA-MB-468移植瘤的生長，且系統生物相容性良好。

四、總結與展望