一个强大的可激活的两光子光探针用于内源性甲生物标志物可视化诊断和糖尿病评估
Jiangyan Wang1, Jiangfeng Li1, Lizhen Xu1
1Institute of Optical Materials and Chemical Biology, Guangxi Key Laboratory of Electrochemical Energy Materials, School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangxi University, Nanning, Guangxi, 530004, PR China.
Analytica chimica acta
|May 27, 2023
概括
研究人员开发了一种新的光探针DM-FA,用于对糖尿病患者的甲 (FA) 水平进行高度选择性的监测. 该工具通过可视化细胞和小鼠的FA波动,使得早期诊断和治疗评估成为可能.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 化学生物学 化学生物学
- 医学诊断 医学诊断 医学诊断
背景情况:
- 糖尿病是一种重大的全球医疗保健挑战,因缺乏有效的生物标志物和用于早期诊断的非侵入性监测工具而加剧.
- 内源形式甲 (FA) 的代谢变化,这是一个关键的反应性碳类物种,与糖尿病的发病有关.
- 光成像 (FL) 提供了多层次疾病评估的潜力,但需要针对糖尿病相关生物标志物的特定工具.
研究的目的:
- 设计和验证一种新的,高度选择性的,可激活的双光子光探针 (DM-FA),用于实时监测糖尿病中内源甲 (FA) 波动.
- 在细胞和动物模型中使用理论计算和实验验证来调查探头的性能.
- 探索DM-FA作为糖尿病视觉诊断和治疗干预措施评估工具的潜力.
主要方法:
- 设计和合成一个具有高选择性对甲的双光子光探头,DM-FA.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以阐明探头激活机制.
- 在体外和体内光成像实验,在细胞和小鼠模型中使用双光子和单光子显微镜.
- 在高葡萄糖刺激的糖尿病细胞模型和糖尿病小鼠中评估FA水平.
主要成果:
- DM-FA显示出优异的选择性,高光增强,以及用于甲检测的良好的光稳定性.
- 探测器成功地可视化了细胞和小鼠中的外源和内源FA.
- 在高葡萄糖刺激的糖尿病细胞模型和糖尿病小鼠中观察到高FA水平.
- 在用NaHSO3.3治疗糖尿病小鼠后,DM-FA可视化了降低的FA水平.
结论:
- DM-FA 作为一种强大且高度选择性的成像探针,用于监测甲波动,为糖尿病初始诊断提供了一种新的策略.
- 探测器在各种模型中可视化FA水平的能力为探索糖尿病病原和评估药物治疗疗效提供了强大的工具.
- 这项工作有可能通过改善糖尿病诊断和治疗监测,对临床医学产生重大影响.
