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高尔基体靶向比率型荧光探针NF-FOH:应激条件下急性肝损伤中H2S动态变化的精准监测
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月13日 来源:Bioorganic Chemistry 4.5
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针对急性肝损伤中H2S动态监测的技术瓶颈,研究人员开发了高尔基体靶向比率型荧光探针NF-FOH。该探针具有高灵敏度(10.4 nM)、快速响应(10 min)和优异特异性,成功实现活细胞、斑马鱼及小鼠模型中H2S的时空动态可视化,为解析H2S在氧化应激与炎症调控中的作用机制提供了创新工具。
在生命活动的复杂调控网络中,氢硫化氢(H2S)作为第三种气体信号分子,其浓度波动与细胞氧化应激、炎症反应密切相关,尤其在急性肝损伤中扮演关键角色。然而,传统检测方法难以实现H2S在亚细胞器水平的动态追踪,更缺乏针对高尔基体这一重要细胞器微环境的特异性监测工具。这一技术空白严重阻碍了H2S在肝脏病理生理过程中分子机制的解析。
为解决这一挑战,齐齐哈尔医学院(Qiqihar Medical University)的研究团队在《Bioorganic Chemistry》发表创新成果。他们基于氨基喹啉衍生物设计出新型比率型荧光探针NF-FOH,巧妙整合2,4-二硝基苯甲醚作为H2S特异性识别基团。该探针突破性地实现了三个维度的技术创新:通过双波长比率检测消除背景干扰,利用高尔基体靶向模块实现亚细胞定位,并开发出试纸条便携检测技术。研究采用光谱分析验证探针性能,通过细胞模型(阿司匹林诱导/亚铁死亡HeLa细胞)和动物模型(对乙酰氨基酚诱导急性肝损伤小鼠)进行功能验证,结合共聚焦显微成像实现H2S时空动态可视化。
光谱表征
NF-FOH在PBS缓冲液中呈现314 nm特征吸收峰,与H2S反应后生成新峰(375 nm),荧光发射比率(F510/F450)与H2S浓度呈线性相关,检测限达10.4 nM。探针在pH 4.0-9.0保持稳定,且对常见生物分子无交叉反应。
高尔基体定位
通过共定位实验证实NF-FOH与高尔基标记物(Golgi-Tracker Red)的皮尔逊相关系数达0.92,首次实现H2S在高尔基体微环境中的动态监测。在阿司匹林刺激模型中,探针捕获到H2S水平升高与氧化应激的正相关性。
急性肝损伤应用
小鼠模型显示,肝组织切片中H2S荧光信号强度与损伤程度呈剂量依赖性,为临床诊断提供可视化依据。试纸条检测技术使现场快速筛查成为可能。
该研究突破性在于:首次将比率检测、高尔基体靶向和急性肝损伤模型监测三位一体,不仅阐明H2S通过高尔基体调控氧化应激通路的潜在机制,更开发出兼具科研价值与临床转化潜力的检测工具。未来可拓展至阿尔茨海默病等高尔基体功能障碍相关疾病研究,为气体信号分子检测技术发展提供新范式。
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