构象诱导的“关-开”型双光子荧光生物探针用于动态跟踪多种细胞器之间的相互作用

来源：X一MOL资讯

在真核细胞中，溶酶体、线粒体或内质网等膜结合细胞器组成动态的细胞网络结构，能够调控复杂的细胞信号通路以及维持细胞的正常运行。揭示多种细胞器之间的协同作用以探究细胞的新陈代谢，引起了越来越多的关注。近日，安徽大学的周虹屏团队设计了两种粘度诱导的“关-开”型双光子荧光生物探针以动态监控多种细胞器之间的时空协调作用。

近年来，针对溶酶体或线粒体等单个细胞器的双光子荧光生物探针得到了广泛的报道。然而，动态监控多细胞器之间的相互作用很少被报道，这阻碍了对细胞代谢过程的进一步研究。“关-开”型荧光生物探针具有高的特异性，优异的光稳定性且低的信噪比，在可视化跟踪多个细胞器的相互作用和个体动态行具有明显优势。众所周知，细胞内黏度作为广泛存在于各种细胞器中的细胞环境因子，具有很高的动态稳定性，可以作为一种触发探针构象变化的媒介，通过阻碍探针分子的自由旋转来实现“关-开”荧光响应。

鉴于此，在本文报道的工作中，研究人员通过构筑以二苯氰基乙烯胺为分子转子部分，引入不同的细胞器靶向基团，设计开发了两种粘度诱导构像变化的双光子生物荧光探针 (Lyso-TA和Mito-QA)。对于Lyso-TA，该探针可以实时监测溶酶体融合和迁移过程，以及溶酶体作为“清道夫”参与的线粒体自噬过程。通过一步简单的室温反应可以将Lyso-TA转换为Mito-QA，该探针可以通过线粒体向核仁的转移来可视化功能障碍的线粒体。此外，基于这两种小分子生物探针具有良好的双光子吸收截面、生物相容性和更大的穿透深度，均可用于脑组织和斑马鱼的体内生物成像。

这一成果近期发表在Analytical Chemistry上，文章的第一作者是安徽大学硕士研究生张灰灰，通讯作者是朱小姣和周虹屏教授。