原创 通讯作者组 Frontiers Journals 2022-12-22 12:00 发表于香港
脂滴（lipid droplets，LDs）是细胞内储存中性脂质的细胞器，在脂稳态调控和疾病发生中扮演着重要的角色。脂滴的异常与脂肪肝、高脂血症、肥胖、II型糖尿病、神经退行性病变和肿瘤等有着密切的联系。然而目前脂滴的形成及其动态变化过程机制尚不明晰。因此，开发可实时监测、跟踪活细胞中脂滴的高质量分子工具，对理解脂代谢异常相关疾病的病理生理学特征、临床诊断和治疗至关重要。
近日，中国医学科学院药物研究所胡海宇研究员和绍兴文理学院彭海生教授合作，通过使用两亲性聚合物DSPE-mPEG2000包裹苯酰亚胺类TADF有机小分子AI-Cz构建了一种脂滴高特异性TADF纳米探针AI-Cz-M，此种包裹策略在增加AI-Cz分子水溶性的同时，有效降低了TADF分子氧气暴露引起的三线态淬灭，使其具有长寿命发光性质。纳米胶束内部的亲脂性TADF分子AI-Cz可以选择性地聚集在细胞的脂滴中，实现探针对脂滴的高亲和性标记（图1）。
图1 用于跟踪脂滴的TADF胶束纳米探针AI-Cz-M
研究结果表明，TADF纳米探针AI-Cz-M可成功用于肿瘤细胞和脂肪细胞中脂滴的形成和动态变化的实时、定量、可视化检测（图2）。DSPE-mPEG2000包裹AI-Cz不仅可使得荧光团在含氧水溶液中保持长寿命的延迟荧光（299 µs），而且使其在肿瘤细胞的脂滴里也展现出长荧光寿命发光性质（162 µs）。此前，在细胞中可保持数百微秒级荧光寿命的TADF分子还鲜有文献报道。
图2 前脂肪细胞诱导分化为成熟脂肪细胞过程中脂滴形成和变化的定量可视化研究
图3 纳米探针AI-Cz-M在肿瘤细胞中的时间分辨荧光成像
基于长寿命荧光分子和时间分辨荧光成像技术的检测方法可有效克服背景自发荧光的干扰，显著提高成像信噪比。此项研究工作为跟踪生物样品中脂滴的形成和动态过程研究，进而更好地理解、干预和调控脂滴的形成和动态发展提供了一种实用的分子工具。研究工作得到了国家自然科学基金和中国医学科学院医学与健康科技创新工程的支持。
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Lipid droplet formation and dynamics: tracking by time-resolved fluorescence imaging
Shengnan Xu, Rao Wei, Zhong Chen, Peng Ma, Guifen Qiang, Haisheng Peng and Hai-Yu Hu
Mater. Chem. Front., 2022, 6, 3691-3697
https://doi.org/10.1039/D2QM00965J
*文中图片皆来源上述文章
通讯作者简介
胡海宇 研究员
中国医学科学院药物研究所
胡海宇，中国医学科学院药物研究所研究员，博士生导师，合成药物化学研究室副主任，北京协和医学院准聘副教授，国家优秀青年科学基金获得者。主要从事化学生物学研究，为疾病早期诊断、靶标发现、生物学机制研究和创新药物开发，提供化学生物学新工具和技术方法。
彭海生 教授
绍兴文理学院 医学院
彭海生，教授，绍兴文理学院医学院，主要从事生物材料合成与纳米靶向制剂机理研究。
