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【分析】山西大学阴彩霞课题组JACS：“围猎-射击”新策略去甲肾上腺素快速、高特异性荧光探针将癫痫小鼠脑部信息可视化

时间：2023-02-09 来源： 浏览：

【分析】山西大学阴彩霞课题组JACS：“围猎-射击”新策略去甲肾上腺素快速、高特异性荧光探针将癫痫小鼠脑部信息可视化

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发展快速特异性、高灵敏、高时空分辨性能兼备的体内检测工具可推动大脑中“暗物质”（神经递质）研究进程。去甲肾上腺素作为典型的儿茶酚胺神经递质，由蓝斑合成并广泛投射至整个大脑与脊髓。主要参与觉醒、记忆、应激等生理活动的高度调控。与阿尔兹海默病、帕金森、抑郁症等多种神经性疾病密切相关。传统“分离-检测”手段不适用于活体水平上对NE进行原位动态成像。病理分析脱离真实生物环境，使NE相关神经性疾病病因和发病机制不详。因此，开发新型去甲肾上腺素快速特异性荧光探针对中枢神经疾病早期诊断和治疗具有重要意义。
近日， 山西大学阴彩霞 教授课题组 提出了“围猎-射击”策略构建去甲肾上腺素（NE）快速特异性荧光探针 。通过核磁滴定、液质联用分析和荧光光谱证实了探针快速特异性响应NE的机理。首次在细胞水平上对NE释放与再摄取过程实现了可视化成像。此外，探针成功穿越血脑屏障并对癫痫小鼠脑部NE水平进行原位同步成像，癫痫小鼠脑部NE异常表达进行了原位可视化成像。脑组织解剖研究进一步剖析了癫痫前后NE在脑的各个区域区的分布水平变化。相关工作发表于 Journal of the American Chemical Society 期刊。
I 探针设计策略及其响应机理

图1. （a）探针SXU-NEQ特异性响应NE机理；（b）核磁共振氢谱滴定分析；（c）液相色谱-质谱联用分析。
II 细胞水平NE释放与再摄取荧光成像

图2 在钾离子刺激下PC12细胞中NE释放与再摄取成像及其相关信号通路。（a）实验组：高浓度钾离子刺激下PC12细胞荧光随时间变化；（b）对照组：相对低浓度钾离子下PC12细胞荧光强度随时间变化；（c）NE生物合成及其传导信号通路。
III 探针穿越血脑屏障及其在癫痫小鼠脑部NE原位成像

图3 （a）探针SXU-NEQF穿越血脑屏障随时间成像；（b）活体小鼠癫痫前后脑部NE荧光成像；（c）癫痫小鼠与正常小鼠脑解剖成像对照。
IV 脑组织解剖NE分布变化成像分析

图4 （a）癫痫小鼠脑组织解剖NE分布成像；（b）正常小鼠脑组织解剖NE分布成像；（c）脑组织结构和NE传导示意图。
山西大学分子科学研究所在读博士 晏湖明 和 王钰婷 为该论文第一和第二作者，山西大学 阴彩霞 教授和 霍方俊 教授为论文共同通讯作者。上述工作得到了国家自然科学基金、山西省“1331工程”重点创新团队等项目经费支持。
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Fast-Specific Fluorescent Probes to Visualize Norepinephrine Signaling Pathways and Its Flux in the Epileptic Mice Brain
Huming Yan, Yuting Wang, Fangjun Huo*, and Caixia Yin*
J. Am. Chem. Soc. , 2023 , DOI: 10.1021/jacs.2c13223
作者团队简介
阴彩霞教授课题组长期致力于荧光探针化学生物学研究。相关领域研究发表在 J. Am. Soc. Chem., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Soc. Rev., Adv. Sci., Sci. China Chem. 等期刊。
https://www.x-mol.com/university/faculty/156345

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