分享一篇发表在JACS上的文章，题目为“Fluorescence Detection of Prostate Cancer by an Activatable Fluorescence Probe for PSMA Carboxypeptidase Activity”。文章的通讯作者是来自东京大学医学研究生院和药物科学研究生院的浦野泰照。前列腺癌（PCa）是成年男性中常见的恶性肿瘤。为了更好地治疗前列腺癌，需要考虑几个因素：第一，如何准确的显示前列腺癌边缘以精确切除病灶而尽可能少的损伤正常组织与神经。其二，如何精确显示很难被如CT检测到的小癌区。这为更好地切除病灶以及更好的术后生活质量提供了保障。本实验介绍了前列腺特异性膜抗原（PSMA）的谷氨酸羧肽酶（CP）活性，PSMA是一种II型跨膜糖蛋白，作为一种对PCa的生物标记物合成了第一个用于PSMA CP活性的可激活荧光探针。开发的探针使我们能够可视化活细胞和PCa患者临床标本中PSMA的CP活性，并有望用于PCa的术中快速检测和诊断。

PSMA具有水解肽的C端谷氨酸的功能，如它能水解N -乙酰- L-天冬氨酸- L-谷氨酸（NAAG）。通过检索CP底物的文献，其中底物氨基酸或肽通过π-共轭与芳基共轭。制备五种芳基谷氨酸缀合物1-5和几个接头（尿素，1和2；氨基甲酸酯，3；偶氮甲酰基，4；酰胺，5），并使用NAAG肽作为阳性对照，通过释放的谷氨酸与邻苯二甲醛和β-巯基乙醇的荧光衍生，检测它们与PSMA的反应性。我们发现，在测试的化合物中，只有带有偶氮甲酰基连接物（Ph-AF-Glu）的共轭物4被PSMA识别并水解得到谷氨酸。此外，在PSMA抑制剂2（膦酰基甲基）戊二醛（2-PMPA）的存在下，该反应受到抑制。此外，通过改变基团之间的连接，来验证其有效性。谷氨酸分别通过4位和5位的AF接头与苯部分偶联，最后得到的产物的荧光强度也有很大不同（右图）。说明5GluAF-Fl这种连接方法更加适合进一步实验，因为在有无抑制剂的环境下能表现比较大的荧光差别。

为了改善反应产物的细胞通透性，通过将2′-取代基从羧酸改为甲氧羰基或甲基来修饰5GluAF-Fl（图a），得到5GluAF-FM或5GLUA-2MeTG，这将产生更疏水的水解产物：荧光素甲酯（FM）或2MeTG（图b）。通过观察，5GluAF-2MeTG是PSMA CP活性的第一类可激活荧光探针，并且能够可视化表达PSMA的活细胞（图d）。

       之后在临床实验中对该探针的有效性进行检测。首先取未做过化疗及药物治疗的前列腺癌患者手术切下的前列腺组织作为实验材料。使用探针进行染色，我们可以很清楚的看到有一些区域被点亮，且亮度各不相同，将不同区域进行从1到7的编号（图a）。检测其荧光强度及对不同区域进行癌症测试（图b，c）。我们可以发现，越暗的区域癌症强度越低，当低于某个阈值时为正常组织。亮度越高病灶越严重。且该组织中的最亮的7号区域，是一个直径很小，小到CT无法检测出的癌症区域，很容易被忽略。但是该区域癌变程度高，若不及时切除，将会产生严重的后果，如扩散，甚至是转移。因此，该探针可以很好地识别病灶，并有很灵敏的识别能力。