分享一篇發表在JACS上的文章：Dual-Locked Fluorescence Probe for Monitoring the Dynamic Transition of Pulmonary Macrophages，通訊作者是來自新加坡南洋理工大學的浦侃裔(Pu Kanyi)教授，他們課題組的研究方向是分子成像、探針設計和納米技術。
肺巨噬細胞在呼吸系統疾病中發揮著關鍵作用，它在數量、比例和極化狀態上會發生動態變化。這些變化對于理解疾病的病理機制、改進診斷方法和指導藥物開發是至關重要的。然而，現有的基于組織活檢的分析方法存在侵入性和靜態性的問題，無法提供巨噬細胞的實時動態信息。因此，開發一種能夠實時監測肺巨噬細胞動態變化的工具具有重要意義。
作者為了解決上述問題，開發了一種新型雙鎖熒光探針（DMRPNOCas），用于動態監測肺巨噬細胞在甲型流感病毒（IAV）感染過程中極化狀態的變化。
DMRPNOCas雙鎖探針的熒光激活依賴于M1 型巨噬細胞特異性表達的兩種生物標志物——caspase-1和NO。首先，DMRPNOCas探針的第一道鎖是caspase-1的切割序列，用于響應caspase-1活性。其次，DMRPNOCas也能夠響應NO，作者對這個結構和潛在的機理進行了詳細的優化和探索。簡而言之，作者為了優化探針對 NO的反應性，從半菁染料中篩選合適的支架結構，并發現了對位取代的鄰苯二胺基團相比間位取代的對應物具有更高的 NO 激活熒光。此外，作者還利用量子化學計算表明，這種增強效應歸因于NO反應誘導的扭曲分子內電荷轉移（TICT）的差異抑制。
隨后，作者在細胞水平（包括M1和M2極化的BMDM巨噬細胞，中性粒細胞，T細胞）測試了DMRPNOCas探針的特異性。結果顯示，DMRPNOCas與細胞孵化后，M1型BMDM的熒光信號最高，是M2型細胞和其他免疫細胞的12倍 ， 說明了DMRPNOCas對M1 BMDMs具有很高的特異性。
?最后，作者還將該探針用于甲流感染小鼠模型的肺巨噬細胞檢測中。在感染病毒且注射探針后，可以觀察到肺部的熒光逐漸增強，感染48小時后肺部熒光信號比生理鹽水處理組高1.5倍。
綜上所述，本文作者開發了DMRPNOCas雙鎖探針，用于實時監測肺巨噬細胞的動態變化，并且該探針的雙鎖機制提高了檢測的特異性和靈敏度，減少了假陽性信號。
本文作者：MB
責任編輯：LZ
DOI：10.1021/jacs.5c00506
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c00506
