分享一篇发表在Angewandte Chemie International Edition上的文章“A Fluorescent Probe for Investigating the Role of Biothiols in Signaling Pathways Associated with Cerebral Ischemia-Reperfusion Injury”。

脑缺血再灌注损伤（CIRI）与生物硫醇的氧化还原调节密切相关，生物硫醇是一种重要的抗氧化标记物，可阻止ROS的发生。因此，作者设计了一种NIR荧光探针DCI-Ac-Py，可以穿透血脑屏障，用于检测大脑中的生物硫醇。

作者以异佛尔酮为起始原料，通过化学反应合成了探针DCI-Ac-Py。在PBS中研究了其光谱特性，DCI-Ac-Py在396 nm处有最大吸收峰，且没有荧光。添加了各种物质，只有生物硫醇导致吸收发生红移到541 nm，并在713 nm处引发显着的荧光强度。同时荧光动力学表明探针在与Cys、GSH和Hcy反应后，其荧光强度在9、20和27分钟时达到最大值。在pH评估实验中，DCI-Ac-Py在pH 3至10范围内稳定，表明可用于生物硫醇的生物检测。

作者进一步研究了DCI-Ac-Py对活细胞中生物硫醇的成像。先在HT22细胞、PC12细胞和SH-SY5Y细胞中评估DCI-Ac-Py的细胞毒性，结果表明，DCI-Ac-Py具有低细胞毒性，可以用于生物学应用。然后用DCI-Ac-Py处理PC12和HT22细胞，观察到明显的荧光，且荧光强度随孵育时间逐渐增强，并在12 min时达到平衡，表明DCI-Ac-Py可用于快速检测细胞内生物硫醇。

此外，作者使用HT22细胞建立氧糖剥夺/再灌注（OGD/R）模型来模拟缺血过程。与对照组相比， OGD/R组的荧光信号很少。同时，用GSH和EDA预处理OGD/R组后，荧光增加，证明了缺血状态下细胞氧化应激的发生此外。采用TUNEL法检测HT22细胞的凋亡情况，结果表明GSH和EDA可以有效改善OGD/R引起的细胞损伤。研究发现生物硫醇参与NF-KB通路的调节，所以作者采用免疫荧光染色分析相关NF-KB信号通路中P65和RelB相关蛋白的表达情况。结果表明，与对照组相比，OGD/R组的P65和RelB表达增加。与OGD/R组相比，GSH和EDA处理的OGD/R组中P65和RelB蛋白的表达降低。

最后，作者建立了CIRI小鼠模型。将小鼠随机分为对照组、CIRI组和用EDA预处理的CIRI组，然后在静脉注射探针后查看荧光图像。与对照组比，CIRI小鼠大脑的荧光强度显着降低；当CIRI小鼠接受EDA处理时，与CIRI组相比，荧光增强。这些结果表明，DCI-Ac-Py可以检测大脑中的生物硫醇水平，且EDA可有效治疗CIRI。作者继续关注NF-kB信号通路，采用荧光染色和Western blot检测小鼠脑组织中P65和RelB的表达。CIRI组脑组织中P65、RelB的含量降低，EDA预处理后的P65、RelB含量升高。这些结果与细胞水平的检测结果一致，表明CIRI与NF-KB的经典和非经典激活途径有关。

总之，作者合成了一种NIR荧光探针DCI-Ac-Py，在CIRI的病理机制中对生物硫醇表现出快速响应和显着的选择性。基于近红外发射和BBB穿透性，DCI-Ac-Py可以可视化小鼠大脑中的生物硫醇水平。此外，DCI-Ac-Py研究了在细胞和小鼠水平上感测生物硫醇介导的NF-kB通路。

本文作者：WHF

责任编辑：FJY

DOI：10.1002/anie.202310408

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202310408