近日，暨南大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與公共衛(wèi)生學(xué)院教授梅青松團隊設(shè)計了一種基于分析物誘導(dǎo)介孔內(nèi)配體動態(tài)遷移策略的上轉(zhuǎn)換發(fā)光可逆探針，將化學(xué)與生物傳感策略與光遺傳合成生物學(xué)有機結(jié)合，為基于光遺傳學(xué)的疾病診療提供了新的研究思路。相關(guān)研究發(fā)表于Journal of the American Chemical Society。

光遺傳學(xué)技術(shù)的發(fā)展為阿爾茲海默癥、惡性腫瘤等疾病的診療提供了新的手段，然而，現(xiàn)有的光遺傳學(xué)技術(shù)很難根據(jù)治療過程中疾病標志物表達水平的動態(tài)變化來閉環(huán)調(diào)節(jié)治療的強度和時間，容易導(dǎo)致光基因過度表達，引起疾病的惡化或降低療效。

梅青松團隊在前期上轉(zhuǎn)換發(fā)光分析的研究基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種基于分析物誘導(dǎo)介孔內(nèi)配體動態(tài)遷移策略的上轉(zhuǎn)換發(fā)光可逆探針，其通過動態(tài)監(jiān)測疾病標志物的實時濃度水平，自適應(yīng)調(diào)控探針光強度，控制光基因表達水平，實現(xiàn)疾病的穩(wěn)定、可控診療。

該項研究設(shè)計了一種在上轉(zhuǎn)換納米探針介孔二氧化硅層限域內(nèi)配體疏水性動態(tài)調(diào)節(jié)介導(dǎo)的能量傳遞機制，以實現(xiàn)血糖濃度的實時動態(tài)監(jiān)測。苯硼酸修飾的熒光素分子在與葡萄糖反應(yīng)前后表現(xiàn)出可逆的疏水性質(zhì)變化，從而使其在介孔二氧化硅層的疏水孔隙中實現(xiàn)可逆的內(nèi)向/外向遷移，改變其與納米顆粒能量傳遞效率，動態(tài)調(diào)整上轉(zhuǎn)換發(fā)光顆粒的藍光強度。

研究人員進一步利用該可逆探針與光基因工程化細胞共同包裹形成水凝膠智能診療系統(tǒng)。上轉(zhuǎn)換發(fā)光探針的藍色熒光激活工程化細胞上對應(yīng)的光敏蛋白，引發(fā)下游級聯(lián)通路，使其合成胰高血糖素樣肽-1（GLP-1），并刺激胰島細胞合成胰島素，降低血糖濃度。同時，血糖水平的降低會自反饋調(diào)節(jié)納米探針的發(fā)光強度，減弱光遺傳表達水平，避免過表達引起的低血糖。

該研究有望為基于光遺傳學(xué)的疾病診療提供了新的研究思路。

相關(guān)論文信息：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c13762

來源：《美國化學(xué)會志》