张炜佳课题组《eLife》开发荧光分子转子IBS440探测线粒体局部微环境的变化

　　

 肿瘤细胞异常分裂,神经退行性疾病中的蛋白质错误折叠与聚集等过程，都会造成细胞内微环境液相粘稠度的增加。早在20世纪40年代，Cancer Research杂志刊登了题为Increased Viscosity of Cells of Induced Tumor(Cancer Res 1942,2,16)的论文，作者设计了一个巧妙的高速离心实验，观察细胞器在细胞质中的分层情况，证明了肿瘤细胞的细胞质粘稠度比正常细胞的高。一直以来，化学生物学家们对细胞内容物的物质密度、粘滞度、缺氧等生物物理性质保持着很大的兴趣和热情。

 2021年10月11日，我院张炜佳团队在eLife发表了题为A Pre-Screening Strategy to Assess Resected Tumor Margins by Imaging Cytoplasmic Viscosity and Hypoxia的研究性文章。该研究设计和合成了一种被命名为IBS440的荧光分子转子。IBS440分子能够靶向细胞线粒体，响应线粒体微环境中的高粘稠度和缺氧，以此特征可以区分肿瘤细胞和非肿瘤细胞，或其他疾病细胞如神经性退休疾病细胞。进而，该研究将IBS440分子用于了肿瘤术中样本切缘阳性率的初筛，提出另一种现行肿瘤术中病理分析的改良策略。

 首先，作者们通过对分子转子的设计改造，获得了能够通过扩散进入细胞，靶向线粒体荧光探针；该分子对液相粘滞度和硝基还原酶产生响应，从两个维度上识别肿瘤细胞和组织。之后使用多种肿瘤细胞、肿瘤模型小鼠的样本进行了分子性质的测试。最后，将肝癌、肺癌、肾癌、口腔癌四个癌症数十例手术样本，分成了训练集和测试集进行验证，阴性准确率达100%。

 复旦大学生物医学研究院2019级博士生黄晖为第一作者，上海交通大学第九人民医院张陈平教授、刘剑楠、韩婧医生，复旦大学附属中山医院肝外科高强教授、博士生林友培，泌尿外科胡骁轶等老师和同学对本研究做出了重要贡献。IBS生物医学技术支撑平台为本研究提供了技术服务支持，张炜佳为通信作者。

原文链接：

https://elifesciences.org/articles/70471