推荐一篇发表在ACS Chemical Biology上的文章Hematoxylin Nuclear Stain Reports Oxidative Stress via Near-Infrared Emission。本文通讯作者是来自康奈尔大学的Daniel A. Heller教授，他们课题组致力于药物递送和生物医学成像方面的研究。本文中，作者揭示了苏木精核染色策略的新特性，并以此实现了细胞和病人样品中氧化应激情况的表征。
苏木精/伊红（H&E）染色是检验医学中应用最广泛的组织学技术。其中，苏木精可以在Al(III)或Fe(III)等合适的媒染剂辅助下，有效地与DNA上的磷酸基团结合，进而实现细胞核染色。然而，苏木精虽然有特异性的标记效果，但却缺乏有效的可检测的荧光信号，因此其应用也使得受到了限制。本文中，作者对苏木精的标记机制进行了探索。苏木精具有在近红外II区的荧光发射信号。在苏木精/伊红共染色的样品和苏木精单独染色的样品中，作者发现，在730 nm的激发光照射下，具有InGaAs阵列相机的落射荧光显微镜在两种样品中都能检测到显著的红外区荧光信号。具体分析后发现，红外信号来自于细胞核。这意味着，这是由于苏木精标记而产生的信号。接下来作者分析了苏木精的媒染剂依赖型光谱特征。通常实验中，研究者会使用经典的Al(III)或者Fe(III)媒染剂进行实验。本文结果显示，这两种媒染剂介导的标记会产生不同的吸收光谱，即相比于Al(III)苏木精，Fe(III)苏木精在可见光和近红外光区的吸光度都显著增加了，甚至在DNA的存在下会进一步增加。这意味着，两者对应同一水平标记底物时，可以表现出不同的信号强度。同时，在细胞内实验中，他们发现Al(III)苏木精染色后，在样品中分别加入铁离子螯合剂DFO和Fe(III)供体FAC后，苏木精的荧光信号分别对应发生了下调和上升的现象。这说明，在细胞内就存在着可供形成Fe(III)苏木精的Fe(III)媒染剂。基于此，研究者通过苏木精染色，对样品中氧化应激过程进行了鉴定。氧化应激过程通常伴随着细胞中铁的核质分布的变化，而在苏木精的辅助下，他们理论上具有验证这一机制的可能。结果显示，在过氧化氢的处理下，用Al(III)苏木精染色的细胞中荧光发射信号显著增强，同时Fe(III)苏木精染色的细胞中荧光发射信号则没有明显变化。后续，他们猜测这一信号增强过程可能与核铁蛋白易位有关。于是，他们加入了核易位的抑制剂进行探索，而结果则说明，核易位的抑制剂可以阻断Al(III)苏木精染色信号升高现象的发生。当把铁蛋白敲低之后，他们发现在过氧化氢处理之下，Al(III)苏木精染色信号也没有明显的升高现象。后续他们对人源肿瘤组织和AD病人组织中的氧化应激情况进行了评价，结果显示，相比于正常健康组织，肿瘤和AD疾病的发生很可能都伴随着氧化应激水平的上调。综上，作者揭示了苏木精染色在生物医学成像方面的新功能，并由此对疾病压力下的氧化应激情况进行了定性与定量表征。这一技术对于疾病的诊断与检测来说，具有重要的指导意义。
本文作者：KLH
责任编辑：TZY
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschembio.3c00156
原文引用：DOI: 10.1021/acschembio.3c00156
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