近日,山东师范大学化学化工与材料科学学院唐波院士团队在Science Advances期刊在线发表 "Thiol-polarity dual cascade-triggered two-photon imaging of protein unfolding for early atherosclerosis diagnosis"研究论文。山东师范大学为论文第一单位,唐波教授、李娜教授为该论文共同通讯作者,青年教师李晶晶与硕士研究生苗益辉为该论文第一作者。
动脉粥样硬化作为一种慢性进展性疾病,其早期斑块形成机制复杂且临床检测困难。近年研究发现,以未折叠/错误折叠蛋白质积聚为特征的蛋白质稳态紊乱,是驱动动脉粥样硬化发生发展的关键分子事件。然而,由于未折叠蛋白缺乏明确的结构特征,传统化学探针难以实现对其直接、特异性成像,限制了对其在斑块形成中时空分布与功能机制的深入理解。因此,开发能够实时、高灵敏成像未折叠蛋白的分子工具,对揭示动脉粥样硬化早期病理机制及实现早期诊断具有重要意义。
本研究设计了一种巯基-极性双级联触发的双光子荧光探针,用于动态追踪早期动脉粥样硬化斑块中的未折叠蛋白。该探针通过与未折叠蛋白暴露的巯基共价结合,随后在未折叠蛋白的局部疏水微环境中稳定,实现协同荧光激活。这种双激活特性能够精确区分泡沫细胞中的折叠蛋白与未折叠蛋白,助力动脉粥样硬化不同阶段蛋白质紊乱的时空图谱绘制。值得注意的是,与传统的油红O染色及临床超声成像相比,这种高灵敏的荧光成像方法在动脉粥样硬化斑块检测中展现出更卓越的早期诊断能力,为探测难以识别的微小早期斑块提供了新方案。该研究成果不仅为蛋白质稳态紊乱介导的动脉粥样硬化发病机制提供重要见解,更为疾病早期进展评估提供了强大的分子工具。
以上研究得到了国家自然科学基金、山东省青年科技人才托举工程等多项科研项目的资助。