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西北大学张健健课题组Anal Chem:近红外H2S供体用于细胞中H2S释放的成像及抗炎活性研究

炎症作为宿主的一种自我保护策略,是免疫应答的重要机制之一,通常情况下,炎症是有益的,是人体的自动的防御反应,但是炎症也可能具有潜在危害,例如慢性炎症可引发许多疾病,如动脉粥样硬化、哮喘、神经退行性疾病、风湿性关节炎和癌症等。因此,找到合适的检测工具来检测炎症及其相关疾病对人类健康非常重要。


硫化氢(H2S)是生物体内重要的内源性信号分子,发挥着生物调节和抗炎等重要的细胞保护功能。近年来,在开发H2S供体方面虽取得了重大进展,但在生物系统中特定位置可视化及可控释放H2S仍然是关键的挑战。因此,开发一种实时监测H2S可控释放的方法,对于炎症及其相关疾病的诊断和治疗至关重要。理想的激活型荧光H2S供体在活体生物系统中应满足以下标准: (1) 单源激活;(2) 可控释放;(3) 高H2S释放效率;(4) 长波长发射。


近日,西北大学化学与材料科学学院张健健副教授(点击查看介绍)课题组报道了一种半胱氨酸触发型近红外H2S供体(Pro-S)用于脂多糖(LPS)诱导炎症细胞的抗炎。该探针由双氰基异佛尔酮的近红外(NIR)荧光染料和硫代氨基甲酸酯识别基团组成Pro-S在Cys的亲核进攻及环化作用下通过两条途径分别释放H2S,和荧光产物TCONTCOC,该荧光染料具有耐光性好,斯托克斯位移大和近红外发射等特点,实现并优化了实时H2S释放的可视化。


同时,Pro-S表现出强NIR荧光信号响应(70倍)、出色的可控缓慢释放H2S能力(>30分钟)、高H2S释放效率(62%)和良好的活细胞相容性,可在细胞和斑马鱼中实现H2S释放的可视化。此外,Pro-S在RAW 264.7细胞中具有良好的抗炎作用,能够有效降低巨噬细胞中炎症因子的累积。


综上所述,这项工作为H2S供体的设计提供了新思路,也有助于理解炎症的潜在机制和优化治疗策略。这一成果近期以research article的形式发表在Analytical Chemistry 上,文章第一作者是西北大学化学与材料科学学院硕士生赵鑫悦和陕西科技大学副教授宁璐璐。这项研究得到了西北大学化学与材料科学学院杨小峰教授和生命科学学院关峰教授的大力支持。国家自然科学基金等资助了本研究的开展。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

An Activatable Near-Infrared Fluorescence Hydrogen Sulfide (H2S) Donor for Imaging H2S Release and Inhibiting Inflammation in Cells

Xinyue Zhao, Lulu Ning, Xiaoman Zhou, Zhihui Song, Jianjian Zhang,* Feng Guan, Xiao-Feng Yang

Anal. Chem., 202193, 4894–4901, DOI: 10.1021/acs.analchem.0c05081


导师介绍

张健健

https://www.x-mol.com/university/faculty/298974 


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