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【分析】山西大學(xué)陰彩霞課題組JACS：“圍獵-射擊”新策略去甲腎上腺素快速、高特異性熒光探針將癲癇小鼠腦部信息可視化

時間：2023-02-09 來源： 瀏覽：

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發(fā)展快速特異性、高靈敏、高時空分辨性能兼?zhèn)涞捏w內(nèi)檢測工具可推動大腦中“暗物質(zhì)”（神經(jīng)遞質(zhì)）研究進程。去甲腎上腺素作為典型的兒茶酚胺神經(jīng)遞質(zhì)，由藍(lán)斑合成并廣泛投射至整個大腦與脊髓。主要參與覺醒、記憶、應(yīng)激等生理活動的高度調(diào)控。與阿爾茲海默病、帕金森、抑郁癥等多種神經(jīng)性疾病密切相關(guān)。傳統(tǒng)“分離-檢測”手段不適用于活體水平上對NE進行原位動態(tài)成像。病理分析脫離真實生物環(huán)境，使NE相關(guān)神經(jīng)性疾病病因和發(fā)病機制不詳。因此，開發(fā)新型去甲腎上腺素快速特異性熒光探針對中樞神經(jīng)疾病早期診斷和治療具有重要意義。
近日， 山西大學(xué)陰彩霞 教授課題組 提出了“圍獵-射擊”策略構(gòu)建去甲腎上腺素（NE）快速特異性熒光探針 。通過核磁滴定、液質(zhì)聯(lián)用分析和熒光光譜證實了探針快速特異性響應(yīng)NE的機理。首次在細(xì)胞水平上對NE釋放與再攝取過程實現(xiàn)了可視化成像。此外，探針成功穿越血腦屏障并對癲癇小鼠腦部NE水平進行原位同步成像，癲癇小鼠腦部NE異常表達(dá)進行了原位可視化成像。腦組織解剖研究進一步剖析了癲癇前后NE在腦的各個區(qū)域區(qū)的分布水平變化。相關(guān)工作發(fā)表于 Journal of the American Chemical Society 期刊。
I 探針設(shè)計策略及其響應(yīng)機理

圖1. （a）探針SXU-NEQ特異性響應(yīng)NE機理；（b）核磁共振氫譜滴定分析；（c）液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析。
II 細(xì)胞水平NE釋放與再攝取熒光成像

圖2 在鉀離子刺激下PC12細(xì)胞中NE釋放與再攝取成像及其相關(guān)信號通路。（a）實驗組：高濃度鉀離子刺激下PC12細(xì)胞熒光隨時間變化；（b）對照組：相對低濃度鉀離子下PC12細(xì)胞熒光強度隨時間變化；（c）NE生物合成及其傳導(dǎo)信號通路。
III 探針穿越血腦屏障及其在癲癇小鼠腦部NE原位成像

圖3 （a）探針SXU-NEQF穿越血腦屏障隨時間成像；（b）活體小鼠癲癇前后腦部NE熒光成像；（c）癲癇小鼠與正常小鼠腦解剖成像對照。
IV 腦組織解剖NE分布變化成像分析

圖4 （a）癲癇小鼠腦組織解剖NE分布成像；（b）正常小鼠腦組織解剖NE分布成像；（c）腦組織結(jié)構(gòu)和NE傳導(dǎo)示意圖。
山西大學(xué)分子科學(xué)研究所在讀博士 晏湖明 和 王鈺婷 為該論文第一和第二作者，山西大學(xué) 陰彩霞 教授和 霍方俊 教授為論文共同通訊作者。上述工作得到了國家自然科學(xué)基金、山西省“1331工程”重點創(chuàng)新團隊等項目經(jīng)費支持。
原文（掃描或長按二維碼，識別后直達(dá)原文頁面）：
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
作者團隊簡介
陰彩霞教授課題組長期致力于熒光探針化學(xué)生物學(xué)研究。相關(guān)領(lǐng)域研究發(fā)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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