科学家设计新型双光子荧光探针

日前，中科院院士黄炜和南京理工大学教授李林、新加坡国立大学教授姚绍q设计并合成了一种新的双光子荧光探针，这将有助于未来临床上对人脑胶质瘤标志物(单胺氧化酶A或MAO-A)的准确视觉检测。结果以热门文章的形式发表在《德国应用化学》上。

该论文的第一作者、南京工业大学高级材料研究所博士生方海啸表示，人体内的神经递质代谢需要维持稳定的代谢平衡。如果单胺氧化酶功能异常，神经递质就会代谢过多或过少，从而破坏机体内神经递质的代谢平衡。因此，单胺氧化酶与中枢神经系统疾病密切相关，是研究中枢神经系统疾病的重要生化标志物。

李林认为，单胺氧化酶根据代谢底物的不同可分为两种亚型(Mao-a和Mao-b)。毛-a和毛-b就像孪生兄弟。它们的结构相似，氨基酸序列相似率高达70%以上。他们的功能障碍与不同的疾病有关。在帕金森病中，Mao-b是一种生化标志物，而Mao-a是一种胶质瘤标志物。如何使设计的分子探针具有较高的特异性和敏感性，准确区分两者，从而辅助对胶质瘤和帕金森病这两种疾病标志物的特异性检测，是一项极具挑战性的生物学工作。

在以前的研究中，他们已经为MAO-B设计了一种特定的双光子荧光探针U1。在U1结构的基础上，最近，研究小组设计了一种新的MAO-A特定的双光子荧光探针F1。通过探针与MAO-A反应后的荧光信号来判断检测物质中MAO-A的活性，有助于实现对人脑胶质瘤标志物MAO-A的可视化和准确检测。

为了验证所设计探针的特异性和敏感性，研究小组在生物系统的各个层次上不断进行实验研究。他们首先成功地验证了F1在多种哺乳动物细胞系和细胞模型上对MAO-A的选择性，这些细胞系和细胞模型通过CRISPR/Cas9(一种基因编辑技术)调节MAO的表达。基于上述结果，他们进一步对人脑胶质瘤组织成像(副肿瘤组织切片为参考)，成像深度可达220微米。此外，他们还发现加入氯吉林，一种Mao-a的特异性抑制剂，可以极大地抑制荧光信号的增强，并且Mao-a在癌旁组织中的活性远低于胶质瘤组织样品，这与以前报道的Mao-a在癌旁组织中的表达水平低于胶质瘤组织的结果一致。实验证明，他们检测到的荧光信号来自MAO-A活性，而不是来自其他物质，从而进一步验证了他们设计的探针的特异性和灵敏度。

据报道，这种新型MAO-A探针将为神经胶质瘤和帕金森病机制完全不同的中枢神经系统疾病的相关性研究提供强有力的研究工具。

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/anie.202000059