双色荧光成像DILI过程中线粒体与高尔基体HNO

药物诱导的肝损伤（DILI）是目前已上市药物下架的主要原因之一。由于缺乏DILI致病机制的充分研究，临床诊断DILI依然存在较大挑战。目前DILI的确诊主要通过严格排除其他相关肝脏疾病后，通过停药评估肝功能是否恢复来判断。因此，亟需发展新型的DILI相关生物标志物来实现DILI的精确诊断。近日，山东师范大学的李平/唐波团队通过开发光谱可区分的同时用于成像检测高尔基体与线粒体HNO的两种荧光探针Golgi-HNO与Mito-HNO，实现了对小鼠DILI的准确诊断。

Golgi-HNO探针的激发发射波长为480 nm/520 nm，Mito-HNO探针的激发发射波长为695 nm/725 nm。细胞实验表明，Golgi-HNO探针具有良好的高尔基体定位能力，而Mito-HNO探针具有良好的线粒体定位能力，且二者可同时用于细胞内成像。此外，山东师范大学团队为了探究过氧化氢酶（catalase，CAT）在生成HNO过程中的作用，通过基因沉默技术，极大的降低了CAT与NOS的表达水平，NOS组作为阳性对照，CAT组作为实验组来观察Golgi-HNO与Mito-HNO的荧光变化，结果发现CAT参与了NO的还原及HNO的生成。

图1. 探针在CAT与NOS低表达细胞中的荧光变化。图片来源：Anal. Chem.

接下来该团队通过对乙酰氨基酚（APAP）和四氯化碳（CCl₄）诱导小鼠DILI损伤，并利用Golgi-HNO与Mito-HNO进行了成像分析。结果表明，在小鼠DILI模型中，探针在肝脏中明显积累，且HNO水平随着DILI小鼠的肝损伤程度呈现上升趋势。这些结果均表明，通过荧光成像HNO水平可以实现DILI的原位成像诊断，Golgi-HNO与Mito-HNO为DILI的诊断提供了双保险机制。

图2. APAP诱导的DILI小鼠的荧光强度。图片来源：Anal. Chem.

这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是山东师范大学的副教授王慧和硕士研究生刘翠芳，通讯作者是李平教授和唐波教授。

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Dual-Colored Fluorescence Imaging of Mitochondrial HNO and Golgi-HNO in Mice with DILI

Hui Wang, Cuifang Liu, Zixu He, Ping Li, Wei Zhang, Wen Zhang, and Bo Tang

Anal. Chem., 2021, DOI: 10.1021/acs.analchem.1c00742

部分作者简介

王慧，山东师范大学副教授、硕士生导师。2013年毕业于南开大学生命科学学院，获博士学位。目前主要从事细胞氧化应激相关生物活性分子的荧光成像研究及疾病相关信号通路的研究。至今已在Chem. Sci.、Anal. Chem. 等杂志发表多篇文章。

http://www.hxc.sdnu.edu.cn/info/1003/3355.htm 

https://www.x-mol.com/university/faculty/12249 

李平，山东师范大学教授，博士生导师。2008年于山东师范大学获博士学位，是国务院政府特殊津贴获得者、百千万人才工程国家级人选，获泰山学者等多项称号。研究兴趣主要围绕抑郁症、肝癌等疾病的早期诊疗，从事新型光学功能探针的构建，以及细胞与活体内生物活性分子化学成像的研究。相关研究成果已在 J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.等国际重要的学术刊物上面发表论文 60 余篇。

http://www.lipinglab.com/ 

https://www.x-mol.com/groups/liping 

唐波，山东师范大学教授、博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者。1994 年毕业于南开大学化学系，获理学博士学位。主要从事分子及纳米荧光探针的合成及其在生物成像中的应用，荧光材料合成及太阳能化学转化与储存等方面研究。在Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed. 等国际重要学术刊物发表SCI论文500余篇，引用达18000余次。

http://www.tangb.sdnu.edu.cn/english.htm 

https://www.x-mol.com/university/faculty/12175