新探针有助于细胞功能的新发现

辛辛那提大学的合作研究开发了一种新的探针，可以更好地研究细胞，这已经导致了关于某些细胞过程的新知识。

UC 的 Jiajie Diao 博士和 Yujie Sun 博士是 5 月 4 日发表在ACS Sensors上的新研究的主要作者。

关注内溶酶体

该团队的研究重点是细胞器或在细胞内执行各种工作的特殊结构，称为内溶酶体。溶酶体是充当细胞“回收中心”的细胞器，为不同的目的重复使用损坏或故障的构建块，而内溶酶体是溶酶体的一个子集，开始于称为内体的不同细胞器。

溶酶体是需要研究的重要细胞器，因为异常会导致所谓的溶酶体贮积病，导致细胞中有毒物质积聚。溶酶体功能异常也与神经退行性疾病和癌症有关。

“如果溶酶体不能正常工作，那么细胞就会积累大量废物，最终导致细胞死亡，”辛辛那提大学癌症中心成员、加州大学医学院癌症生物学系副教授 Diao 说。

在从核内体转变为溶酶体的过程中，这些细胞器将其 pH 值从中性环境变为酸性环境。如果环境不够酸，溶酶体就无法正常完成清除和回收废物的工作。

“我们正试图对这个过程进行成像，并试图追踪内溶酶体的整个变化过程，并试图弄清楚这些内溶酶体在何种状态和位置会变得异常，”Diao 说。

新探头

Diao 和 Sun 的团队去年发表了关于 ECGreen 探针的研究，当细胞环境变得更酸性时，该探针会变成更亮的绿色。虽然这是向前迈出的一步，但 Diao 表示 ECGreen 仍然存在局限性。

“很难衡量绝对值，因为我只能知道它变低了，”刁说。“强度变高了，但高到什么程度呢?你无法真正校准这个值。”

该团队开发的最新探针在中性环境中呈绿色，当细胞环境变得更酸性时会变为红色。

“所以我们有红色信号和绿色信号，通过计算比率，我们可以校准准确的 pH 值，”Diao 说。“这对于测量内溶酶体内部的 pH 值更稳健、更精确，因此这是一个很大的优势。”

“我们的探针在感兴趣的不同阶段在内溶酶体中表现出出色的 pH 敏感荧光，”癌症中心成员、加州大学化学系副教授兼研究生项目联合主任 Sun 补充道。

行动研究

当细胞的环境发生变化时，例如当细胞受损时，它需要增加溶酶体的数量以回收或清理细胞。但是细胞用于增加溶酶体数量的过程以前并不为人所知。

使用新探针，研究人员发现无论细胞处于何种环境，无论它是正常细胞还是异常细胞，它都会保持恒定的核内体比例，然后将其转化为溶酶体。

“通过在活细胞中应用小分子探针，我们能够揭示从早期内体到晚期内体/溶酶体的恒定转化率，”Sun 说。“我们很高兴能够揭示这种恒定的转化率。”

Diao 指出，该团队首次发现，从内体到溶酶体的这个过程是由一个复杂的蛋白质控制过程控制的。

“这个过程受到严格监管，你不能跳过任何步骤，即使是紧急情况，”刁说。

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