1. 引言：
抑郁症是一种常见的精神类疾病，具有易复发、治愈率低等特点。抑郁症病因复杂，目前抑郁症的发病机制尚不明确。血清素能神经元参与脑部生理活动，具有调节情绪、睡眠和记忆等作用，其功能紊乱与抑郁症的发生发展密切相关。过氧化氢（H2O2）是细胞内重要的氧化还原信号分子，正常情况下参与细胞信号传导和功能调节，但高浓度的H2O2会引发氧化应激，损伤细胞内的DNA、蛋白质和脂质，最终引发细胞凋亡。在神经系统中，H2O2的过量积累可能导致血清素能等神经元功能失调，从而诱发或加重抑郁症。因此，揭示抑郁症发生发展过程中血清素能神经元中H2O2的水平变化对理解抑郁症的病理机制至关重要。然而，传统的电化学传感器检测方法存在灵敏度低、分辨率差等问题。相比之下，荧光成像方法具有高灵敏度、高分辨率、非侵入性和实时原位监测等优点，为实时、原位检测H2O2提供了有力的工具。然而，目前仍然缺乏能够动态、灵敏地检测血清素能神经元中的H2O2的荧光探针。
2. 成果简介：
基于以上背景，山东师范大学唐波教授/李平教授课题组建立了一种检测抑郁症小鼠活脑血清素能神经元中过氧化氢的荧光探针（PF-H2O2），能够特异性靶向血清素能神经元并成像H2O2的动态变化。PF-H2O2具有良好的光物理性能和生物相容性，利用PF-H2O2，我们观察到在抑郁小鼠的血清素能神经元中H2O2水平升高。该成果以“A versatile fluorescent probe for hydrogen peroxide in serotonergic neurons of living brains of mice with depression”为题发表在国际杂志Journal of Materials Chemistry B上。山东师范大学李平教授、山东师范大学王昕副教授为论文共同通讯作者，山东师范大学博士研究生车飞达和硕士研究生赵晓茗为文章的共同第一作者。
我们设计并合成了检测抑郁症小鼠活脑血清素能神经元中H2O2的多功能荧光探针（PF-H2O2）。鉴于血清素转运蛋白（SERT）是血清素能神经元特有的跨膜蛋白，因此我们利用SERT的特异性抑制剂-帕罗西汀作为血清素能神经元的特异性靶向基团，以高量子产率的荧光素作为荧光团，以苯基硼酸酯作为H2O2识别基团。利用PF-H2O2，我们可视化检测血清素能神经元中H2O2的水平变化，并通过活体成像发现抑郁小鼠大脑中血清素能神经元中H2O2水平升高。综上所述，我们开发的检测抑郁症小鼠活脑血清素能神经元中H2O2的多功能荧光探针在抑郁症的精确诊断中具有很大的应用潜力，并有望为探究血清素能神经元中氧化还原信号通路提供了一种有效的方法。
3. 图文解说：
图1 PF-H2O2的光学性质。（a）PF-H2O2与H2O2反应前后的吸收光谱。（b）PF-H2O2与H2O2反应前后的荧光激发和发射光谱。（c）PF-H2O2与H2O2（0-50 mM）反应后的荧光光谱。（d）荧光强度与H2O2浓度的线性关系。（e）PF-H2O2与H2O2反应前后的光稳定性实验。（f）PF-H2O2与H2O2反应后荧光强度随时间变化过程。（g、h、i）PF-H2O2对各种活性氧、金属离子、神经递质和氨基酸的荧光响应。
图2 PF-H2O2对SERT的靶向能力。（a、b）不同条件下PF-H2O2处理HEK293和hsert-HEK293细胞后的荧光图像。（c）hsert-HEK293细胞的免疫荧光染色共定位图像。（d）图2a的相对荧光强度输出。（e）图2b的相对荧光强度输出。
图3 PF-H2O2对血清素能神经元的靶向能力。（a）血清素能神经元的免疫荧光染色共定位图像（b）不同条件下PF-H2O2处理血清素能神经元后的荧光图像。（c）图3b的相对荧光强度输出。
图4 小鼠活体脑成像和小鼠脑组织切片的免疫荧光实验。（a）小鼠实验处理流程图。（b）小鼠抑郁样行为试验。（c）应激组（左）和对照组（右）小鼠大脑的活体荧光成像图。(d)图c相对荧光强度输出（e）小鼠脑组织切片的共聚焦荧光图像。
4. 全文链接：
全文链接：https://doi.org/10.1039/D4TB01828A
5. TOC：
