Angew. Chem.：借助细胞内吞构建稳定的铱配合物自组装纳米结构用于溶酶体长时效动态示踪

溶酶体作为细胞内的消化器官，参与细胞自融、防御以及细胞内物质的循环利用，也是多种疾病治疗的药物作用靶点。近年来，科学家们发现溶酶体存在的完整性及其动态过程与动植物生理病理均密切相关。遗憾的是，常见的溶酶体染料仅适用于溶酶体短期标记。构建适用于溶酶体长时间示踪的特异性染料，将有助于进一步探索溶酶体动态及其生物学功能。

基于荧光蛋白和有机染料的分子探针都被广泛应用于溶酶体示踪。然而荧光蛋白因其易降解性而引起的不可避免的背景干扰，限制了其有效示踪时长。而基于聚集诱导发光（AIE）原理设计的高分子类荧光探针则因其靶向性较差，传代后标记效率较低等缺点，限制了其在溶酶体长时效示踪领域的深入应用。

近日，日本冲绳科技大学院大学张晔教授（点击查看介绍）课题组（Bioinspired Soft Matter Unit）和中山大学化学学院巢晖教授（点击查看介绍）课题组合作，设计合成了一种具备自组装功能的芳香肽共价键偶联的铱（III）环状配合物探针分子；生理pH下，该配合物主要通过芳香官能团间的π-π堆积定向自组装成具有发光能力的纳米颗粒；该纳米颗粒通过能量依赖的细胞内吞过程进入胞内和溶酶体融合，并在溶酶体酸性环境诱导下进一步组装成结构稳定且不可逆的纳米级网络结构，这一仍具有优异发光能力的纳米网络结构可以在不干扰细胞功能的前提下起到溶酶体的动态示踪成像作用。

更有趣的是，这一超稳定的生物相容性纳米结构可以传递给子代细胞，继续作为溶酶体特异性的动态示踪探针而发挥功能，且在细胞传代过程中几乎不损失荧光标记效率。在超过14代细胞传代后，该纳米材料对溶酶体动态示踪成像能力依旧保持相当水平，仅有很少的发光强度衰减。进一步对比研究表明，这一荧光探针拥有最长探测时效的记录。

该研究展示了协同利用化学分子合成以及生物体内微环境来制备加工功能性纳米材料的可能及潜力。期待该研究所提供的分子设计理念可以激发不同领域研究者的共同兴趣。

相关结果发表Angewandte Chemie International Edition 上，冲绳科技大学院大学的博士后金呈之为文章的第一作者，巢晖教授和张晔教授为共同通讯作者。该项研究得到了Proof-of-Concept program of OIST、日本武田科学振兴财团（Takeda Science Foundation）、中国国家自然科学基金的资金资助。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Construct Sturdy Packing of Self‐Assembling Iridium Complex via Endocytic Trafficking for Long‐Term Lysosome Tracking

Chengzhi Jin, Guanying Li, Xia Wu, Jiangpin Liu, Weijun Wu, Yazhou Chen, Toshio Sasaki, Hui Chao*, Ye Zhang*

Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202015913

导师介绍

张晔

https://www.x-mol.com/university/faculty/49580

巢晖

https://www.x-mol.com/university/faculty/15309