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为大家分享一篇发表在Angew上的文章A Fluorescent Probe for Investigating the Role of Biothiols in Signaling Pathways Associated with Cerebral Ischemia-Reperfusion Injury,本文通讯作者分别是河北大学化学与材料科学学院的刘红梅老师、山西大学化学化工学院的阴彩霞教授和高丽大学化学系的Kim Jong Seung 教授。
脑卒中是一种急性脑血管疾病,是人类三大致命疾病之一,缺血性中风占脑卒中病例的80%,目前,再灌注是逆转缺血性脑卒中后脑损伤的重要措施,但治疗可能引起继发性细胞和组织损伤,称为脑缺血再灌注损伤(CIRI)。相关发病机理十分复杂,包括能量代谢紊乱、氧化应激和免疫反应等,最近,氧化应激在CIRI中的作用引起了研究人员的注意,而生物硫醇作为一种重要的抗氧化剂成为了研究人员的重要研究对象。本文作者开发了一种可以穿过血脑屏障的近红外荧光探针用于研究生物硫醇在CIRI发病过程中的作用。
首先,作者通过五步反应合成得到了探针DCI-Ac-Py,生物硫醇与探针反应会导致探针中酯键断裂,之后会分子内成环得到DCI-Br-Cou,从而可以实时检测生物硫醇。HPLC实验也证明了随着Cys的加入,DCI-Ac-Py的色谱峰消失,而生成物的色谱峰则出现,HPLC分离产物,核磁确认其结构。之后,作者确认了DCI-Ac-Py的稳定性及光谱性质。DCI-Ac-Py在396 nm有最大吸收,没有荧光,加入生物硫醇之后,分子的最大吸收波长产生了135 nm的位移,并在713 nm处出现明显的荧光信号,该荧光信号是由生物硫醇与DCI-Ac-Py反应生成的DCI-Br-Cou产生的。然后作者检测了pH对DCI-Ac-Py荧光信号的影响,发现在pH 3-10的范围下,DCI-Ac-Py都是稳定的。
在细胞层面,当DCI-Ac-Py孵育浓度为10 μM,孵育12 min时即可观察到明显的荧光信号。用HT22细胞通过创建氧糖剥夺/再灌注模型(OGD/R)来模拟缺血过程,与DCI-Ac-Py孵育之后,荧光信号明显比对照组强,证明了细胞氧化应激的发生,但是荧光信号较弱。最后作者建立了CIRI小鼠模型。用DCI-Ac-Py来监测大脑中的生物硫醇波动。CIRI小鼠大脑中的荧光强度显著降低。当CIRI小鼠接受EDA处理时,与CIRI组相比,荧光增强。同时,TTC染色显示,脑缺血程度随着脑梗死面积的增大而增加。这些结果表明,EDA作为一种脑保护药物,可以清除自由基,抑制神经细胞的氧化损伤,减少脑梗塞面积,从而有效治疗CIRI。
总之, 。
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