張煒佳課題組《eLife》開發(fā)熒光分子轉(zhuǎn)子IBS440探測(cè)線粒體局部微環(huán)境的變化
?腫瘤細(xì)胞異常分裂,神經(jīng)退行性疾病中的蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊與聚集等過程，都會(huì)造成細(xì)胞內(nèi)微環(huán)境液相粘稠度的增加。早在20世紀(jì)40年代，Cancer Research雜志刊登了題為Increased Viscosity of Cells of Induced Tumor(Cancer Res 1942,2,16)的論文，作者設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的高速離心實(shí)驗(yàn)，觀察細(xì)胞器在細(xì)胞質(zhì)中的分層情況，證明了腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)粘稠度比正常細(xì)胞的高。一直以來，化學(xué)生物學(xué)家們對(duì)細(xì)胞內(nèi)容物的物質(zhì)密度、粘滯度、缺氧等生物物理性質(zhì)保持著很大的興趣和熱情。
?2021年10月11日，我院張煒佳團(tuán)隊(duì)在eLife發(fā)表了題為A Pre-Screening Strategy to Assess Resected Tumor Margins by Imaging Cytoplasmic Viscosity and Hypoxia的研究性文章。該研究設(shè)計(jì)和合成了一種被命名為IBS440的熒光分子轉(zhuǎn)子。IBS440分子能夠靶向細(xì)胞線粒體，響應(yīng)線粒體微環(huán)境中的高粘稠度和缺氧，以此特征可以區(qū)分腫瘤細(xì)胞和非腫瘤細(xì)胞，或其他疾病細(xì)胞如神經(jīng)性退休疾病細(xì)胞。進(jìn)而，該研究將IBS440分子用于了腫瘤術(shù)中樣本切緣陽性率的初篩，提出另一種現(xiàn)行腫瘤術(shù)中病理分析的改良策略。
?首先，作者們通過對(duì)分子轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)改造，獲得了能夠通過擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞，靶向線粒體熒光探針；該分子對(duì)液相粘滯度和硝基還原酶產(chǎn)生響應(yīng)，從兩個(gè)維度上識(shí)別腫瘤細(xì)胞和組織。之后使用多種腫瘤細(xì)胞、腫瘤模型小鼠的樣本進(jìn)行了分子性質(zhì)的測(cè)試。最后，將肝癌、肺癌、腎癌、口腔癌四個(gè)癌癥數(shù)十例手術(shù)樣本，分成了訓(xùn)練集和測(cè)試集進(jìn)行驗(yàn)證，陰性準(zhǔn)確率達(dá)100%。
?復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院2019級(jí)博士生黃暉為第一作者，上海交通大學(xué)第九人民醫(yī)院張陳平教授、劉劍楠、韓婧醫(yī)生，復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院肝外科高強(qiáng)教授、博士生林友培，泌尿外科胡驍軼等老師和同學(xué)對(duì)本研究做出了重要貢獻(xiàn)。IBS生物醫(yī)學(xué)技術(shù)支撐平臺(tái)為本研究提供了技術(shù)服務(wù)支持，張煒佳為通信作者。
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https://elifesciences.org/articles/70471
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