1）新型识别分子的筛选、设计与构筑 

2）分子探针的构建与应用

3）亲和分离材料的制备与应用

 

最新进展：

        线粒体是细胞的能量工厂，其功能还涉及细胞代谢、信号传导、分化、生长、凋亡和死亡等

重要过程。线粒体自噬(mitophagy)是细胞清除损伤或衰老的线粒体，并循环利用其组成元素的过程；

与衰老、神经退行性疾病和癌症等诸多生理病理过程密切相关。对线粒体自噬过程的监测对相关研究

具有重要意义。目前的方法主要是采用抗体或荧光蛋白标记的方法检测自噬相关蛋白，或以线粒体

荧光探针加溶酶体荧光探针共同检测相关过程。前者操作复杂，在活细胞中的应用受到限制；后者

特异性较低。基于此，我们设计了以花菁为母体的近红外荧光探针分子HQO。HQO可进入活细胞并

选择性富集于线粒体；当线粒体发生自噬形成自噬溶酶体后其微环境pH下降，导致HQO质子化。

质子化后HQO的荧光激发和发射波长均发生红移（>100 nm），使得HQO在线粒体和自噬溶酶体中

呈现不同颜色荧光，因而可以很好地区分线粒体和自噬溶酶体。该探针可精确定位线粒体，准确示踪

线粒体自噬过程，相关结果发表在J. Am. Chem. Soc.（2016, 138, 12368–12374）。

     图1 探针HQO和HQO示踪活细胞线粒体自噬过程原理图

  细胞通讯对细胞正常生理活动至关重要，也与肿瘤发生发展过程密切相关。近年来研究发现了

细胞间的一类隧道纳米管类似结构（tunneling nanotube，TNT）能够介导细胞通讯，但其形成

机制和生物学功能尚无统一定论。因此，发展特异识别这种细胞间通讯结构的分子探针有助于

理解细胞间信息传递过程。我们利用基于活细胞的指数富集配基系统进化技术（Cell-SELEX）

筛选得到了能与耐药肿瘤细胞MCF-7R高特异性、强亲和力结合的核酸适配体（aptamer）。以该

核酸适配体构建的分子探针能够选择性识别介导细胞通讯的隧道纳米管类似结构。同时发现该连

接结构不仅在耐药肿瘤细胞间形成，也可在耐药与非耐药细胞间形成，并可在耐药和非耐药细胞间

运输耐药相关蛋白，说明该细胞间结构可能是肿瘤耐药性传染的途径之一。新构建的分子探针为

研究这类胞间连接介导细胞通讯提供了新的手段和途径，相关结果

发表于Angew. Chem. Int. Ed.（2016, 55, 3914–3918）。

图2 核酸适配体识别细胞胞间隧道纳米管类似结构的示意图和活细胞成像图