以光读取细胞死亡:利用新型荧光报告系统实时可视化细胞凋亡
韩国生物科学与技术研究所(KRIBB)成功研发新型荧光报告系统,可在活细胞内实时监测细胞凋亡过程。这项突破性技术显著优于传统检测方法,为药物开发与生物医学研究开辟新路径。
人体细胞具有定时死亡的程序化机制——细胞凋亡或称"细胞自杀"。当衰老或受损细胞无法正常清除时,可能导致癌症、心血管疾病和痴呆等重大疾病。准确观测细胞死亡时序对疾病早期诊断与疗效评估具有关键价值。
KRIBB未来动物资源中心的Sun-Uk Kim博士团队,聚焦凋亡核心酶caspase-3(半胱天冬酶-3)的特异性识别机制。通过将DEVDG短肽序列精准插入绿色荧光蛋白(GFP)结构,构建出具有荧光开关特性的生物传感器。当细胞凋亡触发时,caspase-3切割该序列导致荧光消失,实现单细胞分辨率的实时监测。
相较现有技术,该系统具有三大突破:
- 灵敏度提升:无需荧光淬灭剂即可实现300%信号变化
- 操作简化:省去传统染色步骤,兼容96孔板高通量筛选
- 应用广谱:成功验证于5类癌细胞系及3种动物模型
该技术已成功应用于抗癌药物筛选与神经退行性疾病研究。Sun-Uk Kim博士强调:"我们的传感系统突破了现有检测灵敏度极限,不仅可加速新型抗癌药物评估,更为阿尔茨海默病等神经退行性疾病研究提供革命性工具。"
KRIBB作为韩国顶尖科研机构,自1985年成立以来持续引领分子生物学、基因组学等前沿领域研究。本研究获国家科技研究理事会(NST)重大课题计划、科学与信息通信技术部(MSIT)卓越青年学者计划等四大基金联合资助,相关成果2025年6月24日发表于《先进研究杂志》(IF=13.0)。
研究团队:
- 通讯作者:Sun-Uk Kim、Young-Ho Park(KRIBB)
- 第一作者:Dong Gil Lee、Hae-Jun Yang、Unbin Chae(KRIBB)
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