老年相关疾病严重降低了患者的生活质量和健康，然而，没有直接方法灵敏地检测这些疾病。考虑到衰老细胞中β-半乳糖苷酶是过表达的，检测细胞和组织中的β-半乳糖苷酶或许会成为一种SA疾病早期诊断的可行策略。本研究中，作者开发了一种β-半乳糖苷酶可激活的纳米探针BOD-LβGal-NPs，可用于实时监测动脉粥样硬化小鼠模型的衰老细胞和血管中的β-半乳糖苷酶。BOD-LβGal-NPs是通过将一个新设计的NIR比率型探针BOD-LβGal包装在PLGA内得到的。BOD-LβGal-NPs纳米探针在动脉中显示了良好的累积，因此通过尾静脉注射动脉粥样硬化小鼠后可成功示踪衰老细胞和血管。研究表明纳米探针BOD-LβGal-NPs在动脉粥样硬化和其他年龄相关疾病的早期诊断和治疗等方面具有巨大的潜力。
Figure1.BOD-L-βGal到β-gal的光吸收和荧光反应。BOD-L-βGal（10μM）和β-gal（14U）在水溶液（PBS
MSO=7:3v:v,pH=7.4,37°C）中孵育。（A）随时间变化的光吸收光谱（0-30min）；（B）随时间变化的荧光光谱（0-30min）；（C）随时间变化的荧光光谱（0-30min），λex=nm；（D）BOD-L-βGal中加入了β-gal（0-14U）后的发射光谱，λex=nm。插图：Inm和β-gal浓度的关系。BOD-L-βGal的检出线是0.U/mL.
Figure2.BOD-L-βGal（A，蓝色，棒状），乳糖（B，橙色，棒状），（C）乳糖和BOD-L-βGal在β-Gal中的结构。
Figure3.VSMCs的共聚焦图像和WesternBlotting分析血管紧张素-II处理后的VSMCs（A-D），无血清的VSMCs（F-I）和原始的VSMCs（K-N）使用BOD-L-βGal（10μmM）处理1小时后的图像，绿色通道为nm-nm（λex=nm），红色通道为nm-nm（λex=nm）。血管紧张素-II处理后的VSMCs（E），无血清的VSMCs（J）和原始的VSMCs（O）的图像是从红色通道到绿色通道生成。免疫印迹分析显示血管紧张素-II能够显著上调用血管紧张素-II处理后的VSMCs中的衰老相关蛋白β-Gal和MMP9（P,Q,R）。通过对血管紧张素-II处理后的VSMCs，无血清的VSMCs和原始的VSMCs在红色通道到绿色通道的平均荧光强度比值（S）测定三种细胞中的SA-β-Gal的半定量活性。
Figure4.动脉粥样硬化小鼠和对照组小鼠的荧光图像和WB结果。通过尾静脉注射BOD-L-βGal-NPs（微升，33.3mg/ml）后的动脉粥样硬化小鼠（血管紧张素-II处理后）和对照组小鼠（未用血管紧张素-II处理）的荧光成像结果（A）；注射BOD-L-βGal-NPs一天后的血管紧张素-II处理组小鼠的主动脉弓荧光成像和未处理组的小鼠主动脉弓荧光成像（B）；使用BOD-L-βGal-NPs处理后和用BOD-L-βGal-NPs+NPs抑制剂处理的的动脉粥样硬化小鼠的荧光成像（C）；免疫印迹分析表明血管紧张素-II能够显著上调三种血管紧张素-II处理后的小鼠（A1-A3）主动脉弓中的衰老相关蛋白β-Gal和MMP9，并和三只对照组小鼠（N1-N3）进行了比较（D）；这些数值和对照组进行了规范化（E，F）；根据发射强度计算了SA-β-Gal在主动脉弓中的半定量活性（G）。
总结：
作者成功发现了一种一种基于氟硼二吡咯的近红外比率型探针BOD-L-βGal，可以通过β-Gal的酶反应检测衰老细胞。该探针对β-Gal展现出了高灵敏度和选择性的光响应。利用这个优势，作者成功使用该探针对衰老的VSMCs体外的进行了比率检测。为了进一步确定该探针在活体检测衰老细胞的能力，作者使用了动脉粥样硬化小鼠作为衰老小鼠模型。BOD-L-βGal通过尾静脉注射到动脉粥样硬化小鼠体内后无法检测到衰老的血管和细胞，作者将BOD-L-βGal包裹在纳米颗粒中，通过活体成像结果，这种方式提高了血管细胞对探针的吸收。不出所料，这种纳米颗粒成功检测到了动脉粥样硬化小鼠的衰老细胞和血管，在动脉粥样硬化和其他一些衰老相关疾病的早期诊断和治疗方面展现出了非常好的潜在应用。
文中的活体荧光成像部分使用了VISQUE?InvivoSmart超灵敏小动物荧光成像系统，Smart系列的小动物超灵敏荧光成像系统是由全球领先的科研级CCD生产商——vieworks.lnc公司设计并生产的小动物实时活体成像系统。具备高分辨率，智能实时，高采集速度的强大优势受到了广大客户群体的一致认可，可广泛应用于各种需要荧光功能进行的活体内示踪研究等。
本文通讯作者为复旦医院古险峰教授，第一作者为陈纪安博士，文章以“Invivoimagingofsenescentvascularcellsinatheroscleroticmiceusinga#-galactosidase-activatablenanoprobe”为题发表在了国际著名期刊AnalyticalChemistry上。
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