新突破！西大團隊揭秘→

2024-07-21女人

近日，化學化工學院探針與化學生物學團隊在小分子探針視覺化監測神經遞質分子「5-羥色胺」研究方面取得突破性進展。該成果以 Development of a Highly Specific Fluorescent Probe based on Thiol-ene Click Nucleophilic Cascade Reactions for Delving into the Action Mechanism of Serotonin in Depression （基於巰基-烯點選級聯親核反應的高特異性熒光探針的開發，用於研究5-羥色胺在抑郁癥中的作用機制）為題在國際頂級學術期刊 Angewandte Chemie International Edition （德國套用化學）上發表。化學化工學院博士研究生嶽立洲為論文第一作者，林偉英教授為通訊作者，廣西大學為論文唯一通訊單位。

如何實作生物體內5-羥色胺的快速準確檢測是研究抑郁癥等精神疾病發病機制的關鍵科學問題之一。小分子熒光探針作為一種即時成像的研究工具，可為5-羥色胺的即時監測提供有效的方法。然而，目前缺乏可用於5-羥色胺檢測的高特異性小分子熒光探針，其難點和核心在於設計高選擇性和高靈敏度的辨識位點。由於神經遞質之間結構的相似性，導致設計出高特異性辨識5-羥色胺的反應位點十分具有挑戰性，這嚴重阻礙了小分子熒光探針在視覺化檢測神經遞質中的發展。

針對目前尚未出現高特異性5-羥色胺檢測的小分子熒光探針，該團隊在5-羥色胺的結構研究基礎上，提出基於巰基-烯點選級聯親核反應的設計概念，開發首個用於高特異性檢測5-羥色胺的小分子熒光探針並用於研究5-羥色胺和抑郁癥之間的關系。該團隊透過研究5-羥色胺相比其他神經遞質之間結構的特殊性，首次報道了利用巰基-烯點選級聯反應辨識5-羥色胺的新響應位點——3-巰基丙酸酯。本研究選擇了具有雙光子激發近紅外熒光的經典二氰亞甲基-苯並吡喃衍生物作為熒光母體，將其結合到新的響應位點3-巰基丙酸酯上，制備了高選擇性的探針SJ-5-HT。基於該探針的影像學研究，該團隊發現5-羥色胺水平可能不是導致抑郁癥的主要因素，而神經元釋放5-羥色胺的能力更為關鍵，而且這種5-羥色胺釋放能力與mTOR（哺乳動物雷帕黴素靶蛋白）水平密切相關。這些發現有助於推動抑郁癥分子機制的深入研究，並為抗抑郁藥物的開發提供有價值的資訊。這項工作也可為今後開發各種神經遞質的特異性分子探針提供新的設計策略與思路。

廣西大學探針與化學生物學團隊依托於化學化工學院與廣西大學光功能材料與化學生物學研究院，團隊負責人林偉英教授長期擔任國際頂級學術期刊 Sensors and Actuators B: Chemical 編輯，為英國皇家化學會會士。林偉英教授作為第一發明人已獲授權中國發明專利100多項，作為通訊作者已發表高水平論文近500篇，其中包括 Nature Protocols 、 Chemical Reviews 、 Journal of the American Chemical Society 、 Angewandte Chemie International Edition 等，被引2.75萬余次。