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[中國科學報]科學家設計新型雙光子熒光探針

時間:2020-04-30 來源:科學科學報 作者: 攝影: 編輯:戴婧 上傳:
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日前,中國科學院院士黃維與南京工業大學教授李林團隊與新加坡國立大學教授Yao ShaoQ合作,設計合成了一種新的雙光子熒光探針,這將有助于未來臨床上對人源膠質瘤的標志物(單胺氧化酶A,即MAO—A )進行可視化的精準檢測。其成果以熱點文章的形式發表在《德國應用化學》。

據論文第一作者、南京工業大學先進材料研究院博士研究生方海嘯介紹,人體內的神經遞質代謝需要維持一個穩定的代謝平衡,如果單胺氧化酶的功能發生異常,會過多或者過少地代謝神經遞質,從而破壞生物體內神經遞質的代謝平衡。所以單胺氧化酶與中樞神經系統疾病有著密切的聯系,是中樞神經系統疾病研究中的重要生化標志物。

李林表示,基于各自代謝底物的不同,單胺氧化酶分為兩種亞型(MAO—A 和MAO—B),MAO—A和MAO—B就像一對孿生兄弟,它們的構造及其相似,兩者的氨基酸序列相似率高達70%以上。它們功能異常與不同的疾病有關。在帕金森癥中,MAO—B作為生化標志物,而MAO—A則作為膠質瘤的標志物。如何使設計的分子探針具有更高的特異性、靈敏性,來精確地區分這兩者,從而助力膠質瘤和帕金森病這兩類疾病標志物的特異性檢測,是一項具有挑戰以及生物學意義的工作。

在前期研究中,他們已經設計出了針對MAO—B特異性雙光子熒光探針U1。在U1的結構基礎上,日前,該課題組又設計了一種新的MAO—A特異性雙光子熒光探針F1,通過探針與MAO—A反應后的熒光信號來判斷檢測物中MAO—A的活性,從而有助于實現對人源膠質瘤的標志物MAO—A 進行可視化的精準檢測。

為了驗證所設計的探針的特異性、靈敏性,該課題組不斷在各種不同級別的生物體系中進行了實驗研究。他們首先在多種哺乳動物細胞系,以及通過CRISPR/Cas9(一種基因編輯技術)調節MAOs表達的細胞模型上成功驗證了F1對于MAO—A的選擇性。基于以上結果,他們又進一步對人膠質瘤組織(癌旁組織切片為參比)進行了成像,成像深度可以達到220微米。并且他們發現加入MAO—A特異性抑制劑氯吉靈可以很大程度抑制熒光信號的增強,且癌旁組織中MAO—A的活性遠低于膠質瘤組織樣品,這與此前報道的癌旁組織中MAO—A表達量低于膠質瘤組織的結果是一致的。實驗證明了他們檢測的熒光信號是來自于MAO—A的活性,而不是來自于其他物質,從而進一步驗證了他們設計的探針的特異性和靈敏性。

據悉,這一新的MAO—A探針將為膠質瘤和帕金森病這兩種機制完全不同的中樞神經系統疾病的相關性研究,提供有力的研究工具。

相關論文信息:https://doi.org/10.1002/anie.202000059

2020年4月30日《中國科學報》:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2020/4/439179.shtm

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