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刘志洪团队肝脏缺血-再灌注损伤研究取得新进展

作者:化学化工学院   编辑:鲜文涛    来源:化学化工学院  发布时间:2022/09/22

近日,湖北大学化学化工学院刘志洪教授带领的“分子诊断与精准治疗”团队,在肝脏缺血-再灌注损伤领域取得新进展。该团队设计合成了一种发射在第二近红外窗口长波长区域(NIR-IIb,1500-1700nm)的可逆氧化还原荧光探针,实现了活体肝脏缺血-再灌注损伤的实时监测。

肝脏缺血-再灌注损伤(Hepatic Ischemia-Reperfusion Injury, HIRI)涉及局部缺血损伤和再灌注损伤两个相互关联的阶段,是肝切除和肝移植等手术过程中不可避免的并发症。据统计,HIRI可导致10%的早期肝移植失败、45%的组织排异现象和器官损伤,极大限制了肝脏切除术的适应症及边缘性肝供体的应用,严重阻碍了肝移植手术的应用和救治效果。因此,准确、实时地监测HIRI的动态发展将为其早期诊断、及时干预和疗效评估提供重要机会。

目前,肝损伤的临床诊断方法通常包括血检、肝组织活检和影像学诊断,但分别存在滞后性、静态性、不灵敏性、分辨率低等局限。现有研究表明,活性氧物质(Reactive Oxygen Species, ROS)的产生是HIRI发生、发展的一个重要标志。因此,实时监测肝脏HIRI过程中ROS的分子水平变化将是早期诊断与辅助治疗的重要途径。近年来,荧光探针因其优异的灵敏度和空间分辨率,在疾病诊断与治疗领域展示出极大潜力。然而,目前尚没有探针可用于活体内ROS的动态监测。

图1 NIR-IIb可逆氧化还原荧光探针的响应性能及HIRI实时成像应用(Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202212721)

为解决上述问题,该团队巧妙地利用稀土纳米颗粒(荧光团)与Mo-多金属氧簇(识别基团)之间可调的吸收竞争作用,设计合成了一种NIR-IIb光学窗口(>1500 nm)发射的可逆氧化还原纳米荧光探针REPOMs,成功用于肝缺血-再灌注全过程中ROS动态变化的实时、可视化监测(图1A)。实验证明,该探针对于连续的氧化-还原循环处理具有很好的可逆响应性能(图1B)。得益于NIR-IIb光子极强的组织穿透能力和探针优异的响应性能,研究人员成功绘制了HIRI期间肝脏内时间分辨的ROS曲线(图1C)。并且,通过该方法进一步揭示了缺血预处理后ROS的具体变化趋势。尤为重要的是,通过跟踪ROS的动态变化,成功实现了HIRI期间及时的药物干预和后续的疗效监测。以上研究结果表明,探针REPOMs在生物医学研究领域具有很高的优越性和实用性,有望为HIRI的早期诊断和及时治疗提供强有力的工具,并促进相关肝脏学研究的发展。

相关工作近日发表在化学顶级期刊Angewdante Chemie International Edition (德国应用化学)上,论文题为“Tracking Hepatic Ischemia-Reperfusion Injury in Real Time with a Reversible NIR-IIb Fluorescent Redox Probe”。化学化工学院博士后宋丹为论文第一作者,刘志洪教授为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金和湖北省创新群体项目的资助。

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202212721

(审稿:张修华)



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