近期，國際頂級學術刊物《細胞》（Cell）的首個化學類子刊Chem在線報道了華東理工大學費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心田禾院士團隊題為“Lightening up membrane receptors with fluorescent molecular probes and supramolecular materials”（“熒光分子探針與超分子材料點亮膜受體”）的綜述論文。
細胞膜表面普遍存在的受體蛋白是一類與細胞信號轉導息息相關的生物大分子，可通過與內源或外源性配體分子的選擇性相互作用調控細胞命運，并在特定情況下誘導人類重大疾病的發生與發展。然而，傳統生化方法（如免疫標記法等）難以在細胞原位探測受體蛋白的動態表達與轉位、更新等生物學過程，于是發展可高靈敏、原位捕捉膜受體蛋白生物學信息的化學分子探針是化學生物學領域的重要命題。
針對這一關鍵科學問題，研究中心人員系統性發展了基于熒光小分子探針與超分子材料的探測體系，實現了膜受體蛋白的高親和力捕捉和動態示蹤。例如，合成了熒光“關開”型糖基折疊探針，實現了癌細胞（Chem. Sci. 2016, 7, 6325）與禽流感病毒（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 13995）表面膜蛋白的原位示蹤與高通量檢測。為提升膜受體原位探測的精準度，發展了糖基光致變色探針，實現了遠程光控的熒光“閃爍”式細胞成像（Nat. Commun. 2017, 8, 987）。除小分子探針外，還利用超分子復合策略構建了糖簇二維材料（Adv. Mater. 2013, 25, 4097; Adv. Mater. 2016, 28, 9356; Chem. Sci. 2015, 6, 1996）、糖簇納米材料（Chem. Sci. 2016, 7, 4004; Small 2016, 12, 144; Small 2016, 12, 6562）及多肽簇二維材料（Adv. Mater. 2017, 29, 1604253），實現了癌細胞和臨床癌組織切片的原位膜受體高親和力、低背景光標記。此外，還拓展了具備雙制式熒光信號的超分子二維材料，實現了兩種不同受體蛋白（Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 3483）和人流感及禽流感病毒膜蛋白（Mater. Horiz. 2017, 4, 431）的同時檢測。研究工作先后兩次受邀英國皇家化學會權威綜述期刊《化學會綜述》撰寫指南綜述（Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 4239; Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 6687），并獲得《中國科學：化學》、英國皇家化學會“Global challenges: Health & Food”專欄（該專欄旨在亮點介紹應對全球健康與食品重大挑戰的優秀工作）、美國C&EN（化學與工程新聞網）和Materials Views China等國內外學術媒介亮點介紹。
基于上述工作，該團隊近期受邀于Chem雜志，以綜述論文的形式總結了發展上述熒光分子探針與超分子材料的學術思路（Chem, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.chempr.2017.11.006），為與重要生命過程和人類重大疾病相關的膜蛋白探測與示蹤提供了新的分子探針工具。文章的通訊作者和第一作者分別為費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心田禾院士和賀曉鵬副研究員。該工作得到了“973”項目、國家自然科學基金優秀青年科學基金、“111”引智計劃資金、上海市青年科技啟明星等資助。
原文鏈接：http://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(17)30474-6
