线粒体结构动态变化实时荧光示踪的研究成果发表在《Biomaterials》

生物体内动态行为和演化过程的实时观察一直受到人们的广泛关注。线粒体是细胞中重要的细胞器。研究表明线粒体结构的动态重构包括线粒体融合与线粒体分裂,这两种状态的动态平衡,对维持线粒体正常的形态、分布和功能具有重要意义。线粒体动态重构功能紊乱会导致严重的疾病,例如帕金森氏病,阿尔茨海默氏病,线粒体代谢性疾病和癌症。目前虽然已经有多种线粒体商用染料,但它们的Stokes位移小,容易光致漂白,不适用于长时间实时示踪线粒体结构的动态变化。因此,设计合成能实时追踪线粒体动态变化的荧光探针具有非常重要的意义。近年来,双光子荧光成像已成为一种非侵入性研究细胞水平生理活动的重要工具,它利用低能量的近红外光源激发,具有耐光漂白,组织穿透能力强和分辨率高等优点

在前期线粒体成像研究Chem. Commun., 2013, 49, 11095; Biomaterials, 2014, 35, 9003Chem. Eur. J., 2015, 21, 12000; J. Mater. Chem. B, 2015, 3, 6690; Sci. Rep., 2016, 6, 20887)基础上,我院生物无机化学巢晖教授团队与西安交通大学生命科学与技术学院龙建纲教授团队合作,进一步设计合成了一系列新型三联吡啶环金属化铱(III)配合物,通过改变其辅助配体结构,得到了具有不同双光子荧光颜色的配合物Ir1-Ir5些配合物激发光谱和发射光谱间的Stokes位移较大,光稳定性好,线粒体靶向性强,不依赖于线粒体膜电位,免洗涤分离,适用于长时间的荧光观察。其中,Ir2尤其突出,非常适用于实时示踪活细胞中线粒体的动态重构过程。


图一. 线粒体融合和分裂实时双光子荧光示踪图。

该研究成果最近发表在《Biomaterials (IF =8.557)上。(Huaiyi Huang, Liang Yang, Pingyu Zhang, Kangqiang Qiu, Juanjuan Huang, Yu Chen, Jiajie Diao, Jiankang Liu, Liangnian Ji, Jiangang Long and Hui Chao, Biomaterials, 2016, 83, 321–331),题为“Real-time tracking mitochondrial dynamic remodeling with two-photon phosphorescent iridium (III) complexes”2011级化学生物学直博生黄怀义和西交大博士生杨靓是共同第一作者,巢晖教授和龙建纲教授是共同通讯作者。

上述研究工作得到了973项目,国家自然科学基金、教育部创新团队等项目的资助。

文章链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961216000168

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