西安电子科技大学PNAS发布凋亡检测新技术

2014-3-26 15:09 来源: 生物通
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  报道 来自西安电子科技大学、美国国立卫生研究院的研究人员,开发出了一种新型环化HSV1-TK分子探针,并证实利用这一探针可实现PET成像活体实时动态监测细胞凋亡。这一重要的技术成果发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)杂志上。

  西安电子科技大学生命科学技术学院院长田捷(Jie Tian)教授,美国国立卫生研究院陈小元(Xiaoyuan Chen)研究员以及牛刚(Gang Niu,音译)博士是这篇论文的共同通讯作者。西安电子科技大学王福(Fu Wang)副教授是这篇论文的第一作者。

  凋亡(Apoptosis)作为一种特殊的细胞死亡方式,决定着生物体的发育和组织平衡,是人体组织细胞重要的生理现象。细胞凋亡可见于多种生理和病理情况,与多种疾病的发生、发展有关。在肿瘤的产生和发展中,细胞凋亡起着重要的作用,并且影响肿瘤的转移以及预后。

  细胞凋亡作为一种生物体必有的生物现象已经被发现很长时间,研究方法大致分为体外检测与体内检测,最早开展的为体外检测,主要方法有光学显微镜观察、电子显微镜观察、DNA凝胶电泳、流式细胞仪定量分析法、酶联免疫吸附法测定核小体、DNA琼脂凝胶电泳法等,但均为有创性检查,且不能动态观察凋亡在活体内的连续性过程。之后,随着核磁共振、超声检测、同位素示踪以及光学成像技术的发展,动态检测细胞凋亡成为可能,兼具活体与无创特点,使细胞凋亡的研究进入一个新阶段,因而成为近年来的研究热点。

  在这篇新文章中,研究人员设计出了一种独特的基于PET的环化HSV1-TK报告分子探针,其中包含一个caspase-3识别结构域作为凋亡的开启开关。在健康哺乳动物细胞中这一报告分子翻译成蛋白质后经剪切会生成一种失活环化嵌合体。而在细胞发生凋亡时,这一环化产物会发生caspase-3特异性裂解,恢复胸苷激酶活性,借助于非侵入性的PET成像即可在活细胞和动物中检测到它。检测结果表明这一分子探针能够高度敏感地在活体中对凋亡进行动态及定量成像。

  这一新型分子探针为为药物开发在临床前模型中高通量功能性筛查促凋亡及抗凋亡化合物,以及在临床情况下检测治疗细胞的结局提供了一个宝贵的工具,并将有助于人们更深入地了解细胞凋亡与疾病发生发展的关系,对于疾病早期诊断及疗效评估具有重要的临床意义。