聚集誘導(dǎo)發(fā)光喹啉腈染料前沿應(yīng)用研究取得系列新進(jìn)展
近期，我?；瘜W(xué)與分子工程學(xué)院、教育部前沿科學(xué)中心朱為宏教授、王琪副教授課題組在聚集誘導(dǎo)發(fā)光染料的前沿基礎(chǔ)和應(yīng)用研究中取得了重要進(jìn)展，相關(guān)階段性研究成果分別發(fā)表在《先進(jìn)材料》和《先進(jìn)功能材料》。
酶是一類具有催化作用的生物大分子，參與生物體內(nèi)幾乎所有的生化反應(yīng)，維持細(xì)胞新陳代謝的正常運轉(zhuǎn)，人體中特定酶活性的異常與諸多病理過程密切相關(guān)。精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域，特別是針對直接監(jiān)測酶的活性有助于揭示酶在疾病形成過程中的作用，對相關(guān)疾病的早期診斷和快速評估具有重要意義。高性能聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）染料在針對酶激活生物成像檢測領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
圖1. 自噬探針QM-GFTN與Atg4B酶反應(yīng)后熒光增強，達(dá)到檢測細(xì)胞自噬的示意圖。酶切效果驗證及選擇性表征。
自噬是細(xì)胞進(jìn)化中的一條胞內(nèi)降解的途徑，參與了很多重要的生理和病理過程，自噬的檢測對疾病的診斷和監(jiān)控相關(guān)生理病理過程具有重要的意義。然而既往的自噬檢測方法無法同時滿足簡便、實時、特異性強的自噬檢測要求。針對這一問題，作者在AIE染料喹啉腈衍生物QM-COOH中，引入自噬通路下游關(guān)鍵蛋白酶Atg4的水溶性底物氨基酸鏈，開發(fā)了酶激活型AIE自噬檢測探針QM-GFTN。利用酶切調(diào)控?zé)晒鈱ψ允蛇^程的應(yīng)答過程，實現(xiàn)熒光從“off”到“on”的轉(zhuǎn)變，建立熒光強度與自噬發(fā)生的正向關(guān)聯(lián)，達(dá)到簡便、專一、高靈敏的熒光激活性自噬檢測。該工作以題為“Monitoring Autophagy with Atg4B Protease-Activated Aggregation-Induced Emission Probe”的研究性文章在《Advanced Functional Materials》上發(fā)表。
圖2 雙親性AIE探針QM-HSP-CPP實現(xiàn)對胰腺癌的檢測
胰腺癌是惡性腫瘤之一，五年生存率低于8%。開發(fā)準(zhǔn)確、可靠的診斷技術(shù)對胰腺癌治療非常關(guān)鍵。針對組織蛋白酶E（CTSE）在胰腺癌中過表達(dá)，并且可以特異性切斷肽鏈Ala-Gly-Phe-Ser-Leu-Pro-Ala-Lys-Arg （HSP）。在該工作中，作者以早期發(fā)展的AIE母體喹啉腈（QM）衍生物QM-COOH作為熒光報告基團(tuán)，引入組織蛋白酶E（CTSE）響應(yīng)的肽鏈HSP以及水溶性的穿膜肽（Arg8，CPP），構(gòu)建了雙親性激活型AIE探針QM-HSP-CPP，并實現(xiàn)了從細(xì)胞、人體組織以及小鼠模型三個層面對胰腺癌進(jìn)行了可視化熒光診斷。相關(guān)工作以題為“An Enzyme-Activatable Aggregation-Induced-Emission Probe: Intraoperative Pathological Fluorescent Diagnosis of Pancreatic Cancer via Specific Cathepsin E”發(fā)表在Advanced Materials期刊上（Adv. Mater.2021，DOI：10.1002/adma.202107444）。
上述工作由碩士研究生呂妍婷、博士生朱志榮等完成，并得到了田禾院士、朱為宏教授以及王琪副教授的悉心指導(dǎo)，同時得到了上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院陳曉炎醫(yī)生的大力支持。該研究成果得到了材料生物學(xué)與動態(tài)化學(xué)教育部前沿科學(xué)中心、國家自然科學(xué)基金項目、上海市重大專項、上海市科研創(chuàng)新計劃等項目資金的支持。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202108571
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202107444
版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點或證實其真實性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請聯(lián)系我們及時修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com