選擇最合適的癌症療法的一個重要部分是了解腫瘤的惡性程度；然而，目前評估腦腫瘤惡性程度的方法都是侵入性的，且併發症風險很高。北海道大學化學反應設計與發現研究所（WPI-ICReDD）的長谷川康親教授（Professor Yasuchika Hasegawa）和田中伸彌教授（Professor Shinya Tanaka）領導的合作研究開發出了一種非破壞性癌症分級探測系統（GPS），利用水溶性發光銪複合體來評估模型膠質瘤腫瘤細胞的惡性程度。這種方法可用於非侵入性檢測，以確定患者的腫瘤惡性程度。

描繪銪複合體與腫瘤細胞作用後結構的變化。圖片來源：Mengfei Wang, et al.2024 年1 月22 日

共聚焦顯微鏡影像，顯示模型膠質瘤細胞內銪複合物發出的紅光。白色圓圈表示銪複合物的聚集。資料來源：王夢飛等，《科學報告》。2024 年1 月22 日

研究團隊透過將銪複合物引入模擬膠質瘤的模型細胞來評估腫瘤的惡性程度。26.3%的腦癌(來源：CBTRUS）。研究人員對模擬不同惡性程度的三種不同模型細胞進行了測試，並測量了銪複合物特徵紅光發射的壽命變化。研究人員發現，在添加銪複合物後的頭三個小時內，惡性程度較高的細胞的發光壽命發生了較大的變化。

Hasegawa 說：”以前曾有過利用發光複合物對癌細胞進行可視化的報道，但我們的假設是，這種複合物在癌細胞中發出的光物理信號可能反映了癌細胞的內部信息。”

北海道大學化學反應設計與發現研究所（WPI-ICReDD）研究團隊成員。由左至右王夢飛、津田真澄、田中伸彌、長谷川康親。資料來源：WPI-ICReDD

為了實現這一成果，研究人員首先對銪複合物進行了改良，使其能夠溶於水，並在細胞培養基中的氨基酸中保持穩定。加入細胞培養基後，銪複合物最初會與自身形成聚集體。與模型腫瘤細胞相互作用後，聚合體會破碎成單一分子，然後迅速被細胞吸收。這個過程促使銪複合物的結構發生變化，導致複合物紅光發射的壽命發生變化。

這些發射壽命的差異是由於不同惡性腫瘤等級的腫瘤活性和生長過程各不相同，這可能導致銪複合物在不同時間尺度上發生不同的結構變化。研究團隊預計，使用這種方法可以持續檢測腫瘤活動，為醫生提供決定適當治療的關鍵資訊。

田中解釋：”在日本，每10萬人中就有4.6人患有腦腫瘤，惡性程度最高的4級膠質母細胞瘤的5年存活率為16%，這是一種侵襲性膠質瘤腦腫瘤。我們發展的惡性程度評估方法或許能在未來造福這些患者。”

編譯自/ Scitechdaily