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文章信息
通讯作者：沈珍（南京大学），卢华，王思斯（杭州师范大学）
作者：王思斯*，毕献，朱华，纪效波，卢华*，沈珍*
Keywords：
Aggregation-induced emission (AIE)
Bisboron complexes
BODIPY analogs
Lipid droplet imaging
原文链接：
https://doi.org/10.1002/agt2.670
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文章简介
脂滴 (LDs) 作为细胞内脂质的储存和代谢中心，在生物学研究中占据着重要地位。越来越多的研究表明，脂滴并非只是细胞内的一个简单的能量贮存器，而是一个复杂、活跃且动态变化的多功能细胞器，参与细胞信号传导、蛋白质降解和膜转运等多种生理过程。LDs的异常可导致多种代谢性疾病 (如肥胖、脂肪肝、糖尿病和动脉粥样硬化) 的发生与发展。因此，监测脂滴的数量、大小、分布和运动状态，对于理解其生物学功能及相关疾病的早期临床诊断具有重要意义。
近几十年来，荧光成像因其可操作性良好、时空分辨率高与生物相容性好等特点成为研究细胞和细胞器结构和功能的重要工具。在众多荧光染料中，氟硼二吡咯亚甲基 (BODIPY) 类荧光染料因其结构稳定性、高摩尔消光系数、出色的荧光量子产率和可调谐的光谱特性而受到广泛应用。BODIPY 493/503，作为一种商用的脂滴特异性探针，表现出优秀的成像性能，但其存在较大的背景干扰，以及在高浓度或聚集状态下容易发生的聚集导致发光淬灭现象，限制了其在生物环境中的应用。
为了克服上述问题，开发具有聚集诱导发光 (AIE) 特性的新型氟硼衍生物显得尤为重要。这类染料在溶液状态下发光微弱，但在聚集状态下，由于分子内旋转限制 (RIR)，荧光显著增强，能够有效降低背景荧光，实现高信噪比的成像。目前，构建AIE活性氟硼衍生物的主要策略包括：基于BODIPY的后功能化修饰手段，引入如四苯乙烯和三苯胺等AIE活性单元；以及通过前功能化修饰直接构建具有“转子”结构的母核衍生类似物。其中，后者通常表现出更大的斯托克斯位移和更高的AIE活性，同时避免了冗长的合成步骤，是现阶段脂滴形态标记探针开发中的关键。然而，由于缺乏系统性的分子设计策略，现有AIE氟硼衍生物在脂滴靶向性和成像质量方面仍存在提升空间。
本文基于脂滴的高疏水性和高粘度特征，通过在母核骨架上引入二苯基亚甲基 (DPM) 单元，构建了一类具有螺旋桨结构的新型氟硼母核BOQHY。此类结构不仅满足脂滴主动靶向的高亲脂性要求，还能通过AIE效应响应脂滴的高粘度环境实现脂滴被动靶向。这种双重靶向策略有效降低了脂滴成像的背景荧光，实现了对脂滴的高保真、高特异性标记，为脂滴的动态研究和形态学分析提供了有效的检测工具。
图1. 高脂滴特异性BOQHY分子的设计与工作机制
以上研究论文以“Rational Design of AIE-Active Bisboron Complexes (BOQHYs) for High-Fidelity Lipid Droplet Imaging”为题发表于 Aggregate 期刊，论文第一作者为杭州师范大学/中南大学的王思斯博士，通讯作者为杭州师范大学的卢华教授，王思斯博士和南京大学的沈珍教授。
（Aggregate 2024, e670. https://doi.org/10.1002/agt2.670）
通讯作者
王思斯，2021 年于南京大学获得博士学位，导师为沈珍教授。此后加入中南大学和杭州师范大学开展博士后研究。当前的研究方向为开发用于疾病诊断和治疗的新型荧光染料。
卢华，2010 年于南京大学获得博士学位，导师为游效曾院士和沈珍教授。现为杭州师范大学材料与化学化工学院/有机硅化学及材料技术教育部重点实验室教授、博士生导师。主要从事新型氟硼/Si-Si骨架等新颖母核分子的设计合成、激发态调控以及圆偏振发光(CPL)与光诊疗应用研究。
沈珍，2000年获南京大学理学博士学位；2000-2001年在德国雷根斯堡大学化学与药学系从事博士后。现为南京大学化学化工学院教授、博士生导师。研究方向为新型卟啉衍生物的设计合成与光物理性质研究，及其在生物成像、光动力治疗、分子自旋电子学等领域的应用。
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1. 西湖大学张鑫教授&中科院大连化物所刘宇研究员&南京师范大学黄和教授团队：双功能分子探针揭示活细胞中蛋白质聚集体的不同粘度
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