多不饱和脂肪酸的脂质过氧化(lipid peroxidation, LPO)是铁死亡的最终执行步骤。研究表明,脂质亚细胞结构是铁死亡过程中LPO发生的主要位点。脂滴作为脂质储存和代谢的主要细胞器,在铁死亡的调控中起着关键作用。因此,实时、原位监测脂滴内的LPO过程具有重要意义。荧光探针已被广泛应用于铁死亡的成像研究,但主要是集中在检测铁死亡上游调控的小分子生理物种,如活性氧物种和生物硫醇等;目前报道的用于铁死亡过程中脂滴成像的探针主要是基于监测脂滴内的微环境变化(如粘度和极性);而广泛用于LPO检测的商业探针,例如C11-BODIPY581/591,则没有亚细胞器靶向性。
为此,本研究发展了首个可靶向脂滴的LPO荧光探针(LD-LPO)。LD-LPO在与脂质过氧化物反应后,可在518 nm处产生快速且特异性的荧光增强响应,且不受其他氧化性物种(如羟基自由基)和微环境变化(如极性和粘度)的干扰。LD-LPO能够选择性地靶向富集到脂滴内部,并且在erastin或RSL3诱导的铁死亡细胞中均可成像监测脂滴内的LPO过程。此外,LD-LPO还被应用于与铁死亡相关的非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)模型,并监测saroglitazar对NAFLD的治疗过程。LD-LPO良好的分析和成像性能,使其有望应用在更多与铁死亡相关的生理和病理过程。该研究得到了国家自然科学基金、贵州省优秀青年科技人才项目、贵州省教育厅高校科技创新团队、遵义医科大学“科技菁英”计划等项目的资助。
【作者简介】
袁泽利,遵义医科大学教授,博士生导师,现任遵义医科大学药学院党委书记、执行院长,贵州省医用光学诊疗技术与创新药物研究国际科技合作基地负责人。为全国万名创新创业导师、贵州省优秀青年科技人才、贵州省首批金师(教学名师)、贵州省首批创新创业导师。主要从事医用光学诊疗技术与光精准控释给药及诊疗性能研究。先后主持国家自然科学基金项目3项、省部级项目7项。发表研究论文60余篇,被SCI收录30余篇,主编教材1部,副主编1部,参编5部。获贵州省自然科学奖三等奖(排名1),贵州省第五届优秀创新成果奖(排名1),第十届贵州本科教学成果一等奖(排名1)。
马会民,中国科学院化学研究所研究员,博士生导师,国家杰出青年基金获得者,兼任中国科学院大学岗位教授、中科院活体分析化学重点实验室主任。1983年获山东大学化学学士;1990年获中科院化学所博士学位;1990-1992年在武汉大学化学系作博士后研究;1996-1997年获德国洪堡基金会资助,在Bremen大学从事研究工作。主要从事生物分子的光学探针与传感分析、生物光谱学与选择性探测研究。2006年获中国分析测试协会科学技术一等奖,2010年获北京市科学技术二等奖,并获2012年度国务院政府特殊津贴。在Angew. Chem. Int. Ed.、J. Am. Chem. Soc.、Acc. Chem. Res.、Anal. Chem.等刊物上发表学术论文200余篇,主编了《光学探针与传感分析》(化学工业出版社),并应邀(曾)担任《科学通报》、《Analytical Biochemistry》、《分析化学》、《分析科学学报》等刊物的编委;现兼任Elsevier出版社的《Spectrochimica Acta Part A》的编辑(Editor)。
李洪玉,遵义医科大学副教授,硕士生导师,药物分析学学科骨干。2019毕业于中国科学院化学研究所。入选贵州省第七批高层次(千层次)创新型人才遴选培养计划、遵义医科大学“12345”未来“科技菁英”人才培养计划。主要从事光学探针的开发与生物活性物质的光学成像分析。先后主持国家自然科学基金2项,贵州省科学技术基金1项,贵州省教育厅高等学校科技创新团队项目1项,地厅级项目2项;已在J. Am. Chem. Soc.,Angew. Chem. Int. Ed.等期刊上发表论文十余篇,授权发明专利一项。