1. 研究背景
线粒体-溶酶体相互作用，包括线粒体吞噬和线粒体-溶酶体接触（MLC），广泛参与各种重要的细胞过程。自噬是一种细胞过程，有缺陷或不必要的线粒体被分离出来，最终与溶酶体融合降解。自噬在应激条件下调节细胞存活、细胞增殖和细胞死亡。据报道，自噬失调会导致各种疾病，典型的自噬诱导剂是活性氧（ROS），主要通过电子传递链（ETC）的电子泄漏在线粒体中产生。同时，亚细胞氧化还原失衡和线粒体-溶酶体相互作用的可视化可以帮助理解线粒体相关疾病的发病机制，监测疾病进展并优化*疗。光学成像被广泛用于监测活体样本中的生理过程，然而，光学成像的分辨率（通常超过200 nm）不足以显示亚细胞结构变化的细节。超分辨率显微镜的出现为表征活细胞中的纳米级细胞器动力学提供了机会，这克服了光的衍射极限。传统的线粒体吞噬可视化利用两种染料分别靶向溶酶体和线粒体，双色显示双细胞器靶向能力的单探针更具吸引力，因为它简化了染色过程。尽管有一些双色/双靶探针可用，但很少有对ROS有反应。因此，开发能够同时监测动态自噬过程和评估细胞氧化应激状态的超分辨率成像探针是非常必要和具有挑战性的。
2. 结果与讨论
报告了一种响应HClO的比率荧光探针AHOH，AHOH能够同时染色溶酶体（红色）和线粒体（绿色）。由于其近平面结构和分子间静电相互作用，AHOH很容易自组装成发射红色荧光的纳米粒子（约20 nm），并通过内吞作用定位在溶酶体中。另一方面，具有亲脂性阳离子特征的AHOH单体倾向于在线粒体中积累，然后被线粒体中HClO氧化并发出绿色荧光。通过超分辨率荧光成像使AHOH实现了同时双色监测线粒体-溶酶体相互作用和HClO水平。药物和遗传缺陷诱导的线粒体功能障碍导致绿色荧光增加，红色荧光减少，溶酶体和线粒体之间的重叠增强，表明氧化应激升高，线粒体吞噬水平升高。此外，AHOH还可用于评估调节线粒体功能障碍的药物的疗效。
图1. 探针AHOH的合成路线以及AHOH对线粒体和溶酶体的双色成像
图2. AHOH的晶体结构及其相关特性
图3. AHOH的双色超分辨率成像性质
DOI:10.1002/agt2.641
