《基於AOD-FLIM/CARS多模光學平台監測單個活細胞內RNA合成過程》是依託深圳大學，由彭曉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於AOD-FLIM/CARS多模光學平台監測單個活細胞內RNA合成過程
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：彭曉
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
細胞生理過程、惡性轉化及細胞與藥物相互作用過程，均與亞細胞結構的分子組成密切相關，活細胞內分子成分始終處動態變化過程中。但目前尚缺乏合適技術用於對活細胞中生物大分子進行動態探測和全面表征，從而局限了實時監測藥物-細胞相互作用過程的動態變化。本項目將建立雙光子激發螢光成像、動態螢光壽命成像與定量共焦拉曼顯微光譜技術相結合的光學方法研究平台，用於一種可定量表征和監控細胞核特定結構功能區域RNA合成過程中的大分子環境，對細胞核內大分子進行多模態光學成像方法並且對相應區域內蛋白質、RNA和DNA等分子分布及濃度進行監測。經過對不同光學方法獲得的數據進行整合，實現對腫瘤細胞RNA合成過程中細胞核內相應區域的分子結構和微環境變化進行動態監測，並用於篩選和研究靶向RNA聚合酶的藥物。本項目在研究癌細胞RNA合成等生理過程以及抗腫瘤藥物篩選等領域，具有重要的研究意義和套用價值。
結題摘要
細胞是生命活動的基本單位，當代生物學的發展迫切需要對活細胞內的生物分子分布及活性變化開展實時觀測和全面表征，目前尚缺乏能較好地解決該問題的具有實時、無損、定量等特點的細胞生物學研究手段。針對該問題，本項目研製了AOD-FLIM/TPEF/CARS/拉曼顯微多模態光學平台，並對系統進行了最佳化；提出了一種新型的利用螢光壽命成像方法對單細胞進行動態監測，獲得了細胞核內特定區域的RNA酶的活性變化情況，研究了相關RNA酶抑制劑的效果；為在單細胞水平研究RNA聚合酶的酶活提供了一種基於螢光顯微成像方法的單細胞研究方法，可在活細胞內實現分子水平的定量表征。與傳統的生化檢測及細胞生物學研究方法相比，本方法具有實時動態、無損、靈敏度高、可連續觀測等優點，達到了本項目預期的單細胞定量檢測、蛋白質酶活的原位實時監測等套用目標，並為活細胞內多種生理及病理過程中關鍵蛋白質的活性研究提供了一種通用的光學定量檢測技術平台和監測方法，有望在細胞生物學機制研究以及靶向性腫瘤藥物研發領域得到廣泛套用。同時，本項目還利用FLIM、拉曼光譜、CARS成像等先進的光學技術方法開展了多項細胞生物學研究，包括：利用AOD-FLIM研究了藥物誘導的腫瘤細胞凋亡過程，利用拉曼光譜及顯微成像方法研究腫瘤細胞和正常細胞內多種細胞器和生物大分子的分布差異等，為腫瘤的發生、發展機制研究提供了有力手段，獲得了有價值的實驗數據，可用於深入探索及表征腫瘤細胞生理基礎和分子機制。綜上所述，本項目具有較好的研究意義和套用價值。本項目研究成果在國內外優秀專業雜誌上發表研究論文 8 篇，國際會議論文 5 篇，其中SCI收錄 6 篇、EI收錄 6 篇；申請國家發明專利 2 項及PCT國際專利 2 項，申請並獲授權實用新型專利 2 項；參加國際學術會議2次，其中做分組口頭報告 1 次、牆報 2 次；培養博士後 1 名、博士研究生 1 名、碩士研究生 4 名。
