上海藥物所等在螢光分子探針研究中取得進展
2020-12-08 中國科學院上海藥物所等在螢光分子探針研究中取得進展
2016-09-30 上海藥物研究所
語音播報
近期，英國皇家化學會（RSC）化學類綜合刊物《化學科學》（Chem. Sci. 2016, 7, 6325）報導了中國科學院上海藥物研究所在螢光分子探針構建與應用方面的研究進展，這是繼今年七月以來（Chem. Sci. 2016, 7, 4004）《化學科學》第二次以封面形式報導上海藥物所李佳課題組在分子探針與診斷方面的前沿交叉科研工作。
發展可用於檢測生物大分子（如核酸、蛋白質）的小分子螢光探針一直是國際上的研究熱點，然而可用於檢測並協同調控生物大分子結構的分子探針較為少見。上海藥物所李佳課題組與華東理工大學副研究員賀曉鵬課題組合作，共同開發了一種可用於同時檢測並交聯蛋白質的新型半乳糖基摺疊型探針。由於芘的螢光發射光譜和萘醯亞胺的吸收光譜有很大的重疊，兩個基團在合理的空間結構下能發生分子內螢光共振能量轉移（FRET），使小分子探針在未與靶標結合情況下發生螢光自淬滅現象，而一旦與細胞膜表面的受體——脫唾液酸糖蛋白受體（ASGPr）或相應凝集素——花生凝集素（PNA）識別後，分子內的堆疊會被破壞，螢光會增強，進而可以實現靶向地標記肝癌細胞。為解析上述糖基摺疊體與生物標誌物的作用模式，研究人員進一步與國家蛋白質中心博士李娜合作，利用小角度散射（SAXS）技術證實了這一摺疊體可通過與PNA的相互作用解摺疊，進而通過芘的分子間堆疊作用形成探針/凝集素超分子交聯體。
基於半乳糖-ASGPR的特異性相互作用，該小分子探針可實現對高表達ASGPR的肝癌細胞特異性靶向結合及靈敏的螢光成像，而幾乎不對一系列不表達此受體的對照細胞產生標記效應。研究人員進一步利用雷射掃描共聚焦技術探索了小分子探針與早期內涵體、晚期內涵體、循環內涵體及溶酶體的共定位情況，可視化揭示ASGPr的內吞過程，準確定位受體在早期內涵體、晚期內涵體、循環內涵體及溶酶體的轉位、更新等生命過程，從而實現一整套完整的細胞內探針的追蹤考察，為今後實驗中探究不同種類、不同構型糖探針的細胞內吞途徑的差異性打下基礎。
此外，李佳課題組先前發表於《化學科學》的糖基石墨烯診斷（Chem. Sci. 2015, 6, 1996）與糖基金納米顆粒診療（Chem. Sci. 2016, 7, 4004）工作被刊物中的專欄「Global Challenges: Health & Food」亮點介紹，此專欄旨在介紹國際學術界應對全球健康與食品重大挑戰性問題的優秀工作。
該研究工作是在研究員李佳、臧奕和副研究員賀曉鵬的指導下，由雙方課題組的學生厲凱彬、王歡等協作完成。該研究獲得了「973」項目、國家自然科學基金等的資助。
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Global Challenges: Health & Food 專欄連結
上海藥物所等在螢光分子探針研究中取得進展
近期，英國皇家化學會（RSC）化學類綜合刊物《化學科學》（Chem. Sci. 2016, 7, 6325）報導了中國科學院上海藥物研究所在螢光分子探針構建與應用方面的研究進展，這是繼今年七月以來（Chem. Sci. 2016, 7, 4004）《化學科學》第二次以封面形式報導上海藥物所李佳課題組在分子探針與診斷方面的前沿交叉科研工作。
發展可用於檢測生物大分子（如核酸、蛋白質）的小分子螢光探針一直是國際上的研究熱點，然而可用於檢測並協同調控生物大分子結構的分子探針較為少見。上海藥物所李佳課題組與華東理工大學副研究員賀曉鵬課題組合作，共同開發了一種可用於同時檢測並交聯蛋白質的新型半乳糖基摺疊型探針。由於芘的螢光發射光譜和萘醯亞胺的吸收光譜有很大的重疊，兩個基團在合理的空間結構下能發生分子內螢光共振能量轉移（FRET），使小分子探針在未與靶標結合情況下發生螢光自淬滅現象，而一旦與細胞膜表面的受體——脫唾液酸糖蛋白受體（ASGPr）或相應凝集素——花生凝集素（PNA）識別後，分子內的堆疊會被破壞，螢光會增強，進而可以實現靶向地標記肝癌細胞。為解析上述糖基摺疊體與生物標誌物的作用模式，研究人員進一步與國家蛋白質中心博士李娜合作，利用小角度散射（SAXS）技術證實了這一摺疊體可通過與PNA的相互作用解摺疊，進而通過芘的分子間堆疊作用形成探針/凝集素超分子交聯體。
基於半乳糖-ASGPR的特異性相互作用，該小分子探針可實現對高表達ASGPR的肝癌細胞特異性靶向結合及靈敏的螢光成像，而幾乎不對一系列不表達此受體的對照細胞產生標記效應。研究人員進一步利用雷射掃描共聚焦技術探索了小分子探針與早期內涵體、晚期內涵體、循環內涵體及溶酶體的共定位情況，可視化揭示ASGPr的內吞過程，準確定位受體在早期內涵體、晚期內涵體、循環內涵體及溶酶體的轉位、更新等生命過程，從而實現一整套完整的細胞內探針的追蹤考察，為今後實驗中探究不同種類、不同構型糖探針的細胞內吞途徑的差異性打下基礎。
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該研究工作是在研究員李佳、臧奕和副研究員賀曉鵬的指導下，由雙方課題組的學生厲凱彬、王歡等協作完成。該研究獲得了「973」項目、國家自然科學基金等的資助。
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