基于四面体DNA的三元识别比值荧光探针通过Cl-、Ca2+和pH实时原位解析活细胞中的溶酶体亚群

今天给大家分享一篇发表在期刊 Anal. Chem. 上的文献：Tetrahedral DNA-Based Ternary Recognition Ratiometric Fluorescent Probes for Real-Time In Situ Resolving Lysosome Subpopulations in Living Cells via Cl–, Ca2+, and pH

概要

溶酶体是对细胞稳态至关重要的多功能细胞器，其不同亚群以氯离子（Cl–）、钙离子（Ca2+）和氢离子（H+）的不同浓度为特征。原位可视化这些参数对溶酶体研究至关重要，但同时检测多种离子的探针开发仍面临挑战。为此，本文开发了一种基于四面体DNA纳米结构（TDNs）的溶酶体靶向三元识别比率荧光探针，旨在通过Cl–、Ca2+和pH分析溶酶体亚群。该TDN探针由四条单链DNA组装而成，每条DNA的末端修饰有响应性荧光基团（Pr-Cl用于Cl–，Pr-Ca用于Ca2+，Pr-pH用于pH）或参考荧光基团（Cy5）。荧光基团被集成在刚性的TDN顶点，以减少相互干扰，其固定的化学计量比建立了一个稳健的三元识别比率荧光传感器，能够在活细胞中原位解析溶酶体亚群。研究发现，在Niemann-Pick疾病模型细胞中，低[Cl–]、中高[Ca2+]和高pH特征的溶酶体亚群2/6显著增加，而在对照组中则很少观察到。相反，以高[Cl–]、中低[Ca2+]和pH为特征的亚群1/4/5的比例显著下降。这些变化在*疗后显著逆转。该探针为研究溶酶体亚群及相关疾病的诊断和*疗提供了良好的应用前景。

图1 TDN探针的组成与成像机制