《硫化氫信號分子比例計量螢光探針的構築與造影套用》是依託南京大學，由何衛江擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：硫化氫信號分子比例計量螢光探針的構築與造影套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：何衛江
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
硫化氫是繼NO和CO之後的第三個氣體信號分子，參與神經信號傳遞、信號轉導及心血管功能調節等過程,而這些熱門研究工作需要硫化氫的實時原位定量信息。由於螢光的環境依賴性、探針濃度未知和自發螢光干擾等因素，利用現有的增強型硫化氫螢光探針造影無法獲得細胞及活體中硫化氫的定量信息。本項目提出通過構建具有硫化氫誘導發射或激發譜帶移動的比例計量型螢光探針，利用其雙帶比例的內校正效應實現硫化氫在細胞或活體水平的實時比例成像，獲得硫化氫的實時定量信息。項目提出構建分子內電荷轉移(ICT)或螢光共振能量轉移(FRET)機制的探針分子，通過硫化氫觸發探針中敏感基團的反應誘導分子內ICT和FRET 效應的改變實現對硫化氫的比例回響。構建的近紅外比例探針則可望用於裸鼠活體的硫化氫比例成像。項目的實施有望提供硫化氫定量跟蹤造影的工具，不僅有利於促進硫化氫生物無機化學的發展，而且可推動對相關疾病診療技術的進步。
結題摘要
硫化氫是繼NO和CO之後發現的第三個氣體信號分子，參與神經信號傳遞、信號轉導及心血管功能調節等過程。對這些過程的闡明需要硫化氫的實時原位定量信息。由於分子螢光的環境依賴性、探針濃度波動和自發螢光干擾等因素，現有增強型硫化氫螢光探針成像無法獲得細胞及活體中硫化氫的定量信息。同時由於探針回響時間在20分鐘到數小時間，也難以實現硫化氫的實時原位成像。本項目提出通過構建具有硫化氫誘導發射或激發譜帶移動的比例計量型螢光探針，利用其雙帶比例的內校正效應克服增強型探針的不足，實現硫化氫在細胞或活體水平的實時比例成像，獲得硫化氫的定量信息；進一步對初步獲得的硫化氫比例螢光探通過結構最佳化提高其硫化氫回響速度和程度，以實現對硫化氫的實時回響和成像。項目一方面基於ICT和FRET機制構建了多個比例計量型硫化氫螢光探針，如基於ICT機制的CouMC系列(CouMC, CM-N’nCm, CM-NCn等)和BDPMC系列比例計量型硫化氫螢光探針，同時還獲得了基於FRET機制的硫化氫比例探針NBD-CMC。利用這些探針克服了強度增強型探針難以進行定量檢測和造影的缺點，實現溶液對H2S的比例計量回響，同時通過結構最佳化，獲得了多個具有快速回響性能的優秀探針，並實現了特定的亞細胞分布，實現了活細胞內硫化氫的實時比例成像。其中CouMC是第一例具有線粒體靶向功能的比例計量型硫化氫螢光探針，同時也是目前對硫化氫回響最快的有機小分子探針之一，實現了線粒體內外源性硫化氫的比例螢光實時成像。另一方面項目還獲得了具有NIR發射性能的比例型硫化氫螢光探針CyBz-1，實現了裸鼠皮下硫化氫的比例螢光成像，初步建立了哺乳動物活體H2S 造影模型。項目的實施提供了生命體系特別是細胞、細胞器以及模式小動物中硫化氫定量實時跟蹤成像工具，不僅有利於促進硫化氫生物無機化學的發展，有利於推動對相關疾病診療技術的發展。
