一种用于识别死亡神经细胞和监测创伤性脑损伤的核染色、水溶性、聚阳离子双光子DNA探针

《Journal of Materials Chemistry B》：A nuclear-staining, water-soluble, polycationic two-photon DNA probe for identifying dead neuronal cells and monitoring traumatic brain injury

1. 开发了水溶性多阳离子双光子荧光探针BTD-V，通过强DNA结合能力（0.75nM）和180nm斯托克斯位移实现选择性检测死神经元核内DNA，可区分过氧化氢和谷氨酸诱导的不同死亡类型，并用于小鼠创伤性脑损伤的双光子成像研究。

　　

在大多数情况下，神经元细胞不受日常细胞出生和死亡过程的影响。识别死亡的神经元细胞对于理解神经元细胞死亡在生理学和病理学中的类型、机制及作用，以及研究和治疗神经退行性疾病至关重要。因此，开发具有强结合亲和力、高亮度和长波长激发特性的荧光探针是非常有必要的。在这项研究中，我们开发了一种水溶性的、带正电荷的多阳离子双光子荧光探针（BTD-V），用于识别死亡的神经元细胞。BTD-V的亲水性质和正电荷使其能够选择性地积聚在死亡细胞的细胞核中。该探针在与DNA结合时表现出180纳米的较大斯托克斯位移（Stokes shift），亮度提升至13,251 M^?1 cm^?1，并且具有很强的DNA结合能力，其表观解离常数为0.75 nM。基于这些特性，这种探针可以有效地监测由过氧化氢和谷氨酸引起的不同类型的神经元细胞死亡，因为这些因素会导致细胞核形态的变化。BTD-V探针还可用于双光子脑成像，通过染色石蜡切片和冷冻切片的死亡细胞核来监测小鼠的创伤性脑损伤（TBI）。这项研究为识别死亡细胞、区分细胞死亡类型以及监测与神经元相关的疾病提供了一种有前景的DNA探针。