组织蛋白酶B(CTSB)是一种溶酶体半胱氨酸蛋白酶,与溶酶体中的蛋白转化和降解有关。它在许多生物学事件如肿瘤的起始、生长、血管生成、侵袭和转移中起到关键性的作用。食管癌、胃癌、前列腺癌、胰腺癌、结肠癌、胶质母细胞瘤、乳腺癌等多种人类癌症均与组织蛋白酶B密切相关,因此组织蛋白酶B作为一种有吸引力的生物标志物可用于癌症诊断。迄今为止,许多用于CTSB检测(或成像)的光学方法已被开发出来,包括荧光、比色法、化学发光等。其中,荧光因其操作简单、实时反馈而被广泛使用。然而,来自检测样品的自荧光,以及荧光团的光漂白的限制,干扰了荧光检测的准确性。生物发光(BL)是起源于活无脊椎动物的一种自然现象,在与酶的反应后发出可见光。与荧光相比,生物发光不需要光激发,因此生物发光具有相对低的背景和更高的信噪比。此外,生物发光探针通常是其生物前体的衍生物,因此毒性比荧光探针小,与生物体具有较好的兼容性。近年来,荧光素酶-荧光素的生物发光体系已被用于高灵敏检测葡萄糖、次氯酸盐、半胱氨酸、蛋白酶等多种生物分析物,在体外以及生物体内均表现出良好的灵敏度和选择性。作为一种有效的光学检测手段,生物发光有着广泛的应用前景。受上述调研的启发,我们合理地设计了一个组织蛋白酶B激活的生物发光探针Val-Cit-AL。当氨基荧光素结构的氨基与瓜氨酸(Cit)的羧基相连时,整个探针处于失活状态。在萤火虫荧光素酶(fLuc)催化下,组织蛋白酶B从氨基与羧基的连接处裂解Val-Cit底物,得到氨基荧光素,并且伴随着生物发光现象,用于体外、活细胞和肿瘤中的CTSB检测。我们预计在不久的将来,我们的探针可能会用于在啮齿类动物模型中诊断与组织蛋白酶B相关的疾病,并评估组织蛋白酶B在更多生物学过程中的作用。