細(xì)胞微泡（MV）作為細(xì)胞間通訊與物質(zhì)交換的重要載體，在疾病診斷和藥物遞送等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。因此，深入探究MV的生物學(xué)過程對闡明其生理和病理功能具有重要意義。然而，由于缺乏特異性標(biāo)記方法，人們對MV的產(chǎn)生、分泌以及生理學(xué)作用依舊不明晰。最近安徽大學(xué)的張瑞龍/耿軍龍研究團(tuán)隊成功開發(fā)了一系列探針I(yè)C-Cn（n為烷基側(cè)鏈的碳原子數(shù)），實現(xiàn)了對MV的特異性標(biāo)記，并應(yīng)用于對MV及相關(guān)細(xì)胞器的原位成像。
研究人員基于MV的疏水膜環(huán)境與細(xì)胞膜、外泌體和其他細(xì)胞器的差異，通過工程化吲哚-香豆素陽離子熒光探針的疏水側(cè)鏈長度，精細(xì)調(diào)節(jié)探針的疏水性，制備了一系列熒光探針，實現(xiàn)了對不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)（MV、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、外泌體和細(xì)胞膜等）的靶向。其中，低親脂性探針I(yè)C-C1、IC-C2和IC-C3（0.57 ≤ clogP ≤ 0.83）可以特異性的標(biāo)記MV；中等親脂性探針I(yè)C-C3、IC-C4和IC-C5（1.10 ≤ clogP ≤ 1.97）可以同時靶向MV和線粒體，并具有可區(qū)分的熒光壽命；高親脂性的探針會染色細(xì)胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及細(xì)胞膜。
圖1. 探針的設(shè)計及其在細(xì)胞中的定位。圖片來源：J. Am. Chem. Soc.
利用IC-C1對MV的高特異性，研究人員在細(xì)胞中對MV進(jìn)行了原位成像，觀察到MV從細(xì)胞膜上的產(chǎn)生、其依賴偽足的運(yùn)動以及細(xì)胞內(nèi)外MV的融合與分裂過程。
圖2. IC-C1用于監(jiān)測MV動力學(xué)的原位成像。圖片來源：J. Am. Chem. Soc.
IC-C4可以同時標(biāo)記MV和線粒體并具有可區(qū)分的熒光壽命。利用這一特性，原位監(jiān)測了線粒體衍生MV的起源及分泌過程，而且發(fā)現(xiàn)了部分線粒體衍生MV可以與溶酶體融合以清除受損的線粒體，揭示了一種除線粒體自噬以外的維持線粒體穩(wěn)態(tài)新途徑。
圖3. IC-C4用于監(jiān)測MV與線粒體相互作用的原位成像。圖片來源：J. Am. Chem. Soc.
綜上所述，這項工作克服了以往MV標(biāo)記所面臨的特異性差和無法進(jìn)行原位成像的缺點，深入研究了MV的組成、產(chǎn)生、分泌和功能。不僅為MV生理學(xué)提供了新的見解，還啟發(fā)了細(xì)胞研究中用于特異性標(biāo)記探針的設(shè)計策略。
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