课题组新闻

课题组与Univ of Bath、华东理工大学、UT Austin合作成果在Accounts of Chemical Research发表!


2019-08-31

        生物活性氧(ROS)、活性氮(RNS)、活性硫(RSS)是人体内非常重要的信号分子。正常水平的三类活性物种对人体生理机能具有至关重要的意义,参与了细胞信号的传导、血管舒张,细胞保护、免疫与代谢等生理过程,一旦水平失衡便会引起人体机能紊乱,诱发各种疾病,其中,ROS/RNS与阿尔茨海默病(AD)、癌症、糖尿病、心血管疾病和衰老等病理过程有关RSS在维持氧化还原平衡并作为抗氧化剂和自由基清除剂发挥重要作用。因此,开发新型荧光探针对机体内的活性物种进行实时监测与分析,对临床疾病诊断与治疗具有重要意义,这项工作也引起了研究者的广泛关注和兴趣。

 

                                               

 

1. 活性氧产生的原因和引发的疾病。

西安交通大学孙晓龙教授长期致力于荧光探针的合成及活性氧检测方面的研究,在博士期间,师从Tony James教授,并率先开始了硼酸荧光探针检测活性物种的思路,针对生物细胞内单一活性氧物种高选择、高灵敏检测的难题,尤其是硼酸探针对过氧化氢和过氧亚硝酸根的双响应,开发了一系列新型荧光探针,利用硼-氮原子协同相互作用原理,减弱或消除硼原子和过氧化氢及其他活性氧物种的反应活性,选择性识别过氧亚硝酸根,成功应用于活细胞内源外源过氧亚硝酸根的荧光成像。与此同时,传统指示剂取代法IDA单纯依靠化学结合力的差异来识别底物,容易受到类似物干扰,申请者提出反应型指示剂取代法RIA,并利用硼-氮原子协同作用,成功应用于过氧亚硝酸根的灵敏和选择性识别检测。以上成果建立了分子识别和荧光传感的新体系新方法,这对于早期诊断和跟踪与过氧亚硝酸根相关的疾病提供了新的解决思路。

近期,该团队在Accounts of Chemical Research杂志上发表了题为反应型荧光探针在生物体内活性氧、活性氮和活性硫的检测与成像” (Reaction-based fluorescent probes for the detection and imaging of reactive oxygen, nitrogen and sulfur species)的综述文章(Acc. Chem. Res., 2019, DOI: 10.1021/acs.accounts.9b00302)。这是该团队多年来在开发荧光传感技术来检测活性物种,并更好地了解产生过量活性物种的各种疾病状态的研究成果与研究经验的总结。

 

2. 反应型活性氧荧光探针示意图。

该综述总结了英国巴斯大学Tony D. James教授团队多年来在荧光传感检测氧化还原生物学过程,开发了双响应荧光探针可以检测生物环境中多个物种的存在,提出了过量的活性物种可引发多种疾病的论断。同时也阐述了双激活传感器的发展,这将有助于理解不同活性物种在特定疾病氧化还原过程的复杂途径中所起的作用。根据荧光传感机制如光诱导电子转移、分子内电荷转移、激发态分子内质子转移和荧光共振能量转移,特别讨论了过氧化氢、次氯酸、超氧化物、过氧亚硝酸盐、谷胱甘肽、半胱氨酸、同型半胱氨酸和硫化氢的探针。此外,描述了基于双响应荧光探针发展和检测两个物种,如过氧亚硝酸盐和谷胱甘肽。此综述最有趣的进展之一是作者将指示剂置换分析(IDA)扩展到基于反应的指示剂置换分析(RIA)。在基于RIA的系统中,指示剂是从一个预形成的受体-指示剂复合体上分离出来的,而不是被分析物取代。这项研究中最重要的结果是使用ESIPT探针同时检测纤维蛋白/肽和环境中ROS/RNS。综述的最后部分对反应型荧光探针可以作为研究生命系统中动态氧化还原化学的有效工具进行了展望,指出该策略具有较好的普适性,并将为开发荧光探针提供灵感,为完善疾病诊断和疾病治疗提供新思路。

 

ROS荧光探针团队

文献:Wu, L.; Sedgwick, A. C.; Sun, X.; Bull, S. D.; He, X.-P.; James, T. D.*, Reaction-Based Fluorescent Probes for the Detection and Imaging of Reactive Oxygen, Nitrogen, and Sulfur Species. Acc. Chem. Res. 2019. DOI10.1021/acs.accounts.9b00302.

 

文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.9b00302



版权所有:西安交通大学 站点设计:网络信息中心 陕ICP备05001571号 IPhone版本下载 IPhone版本下载    Android版本下载 Android版本下载
欢迎您访问我们的网站,您是第 位访客
推荐分辨率1024*768以上 推荐浏览器IE7 Firefox 以上