近日，暨南大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與公共衛(wèi)生學(xué)院教授梅青松團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種基于分析物誘導(dǎo)介孔內(nèi)配體動(dòng)態(tài)遷移策略的上轉(zhuǎn)換發(fā)光可逆探針，將化學(xué)與生物傳感策略與光遺傳合成生物學(xué)有機(jī)結(jié)合，為基于光遺傳學(xué)的疾病診療提供了新的研究思路。相關(guān)研究發(fā)表于Journal of the American Chemical Society。

光遺傳學(xué)技術(shù)的發(fā)展為阿爾茲海默癥、惡性腫瘤等疾病的診療提供了新的手段，然而，現(xiàn)有的光遺傳學(xué)技術(shù)很難根據(jù)治療過(guò)程中疾病標(biāo)志物表達(dá)水平的動(dòng)態(tài)變化來(lái)閉環(huán)調(diào)節(jié)治療的強(qiáng)度和時(shí)間，容易導(dǎo)致光基因過(guò)度表達(dá)，引起疾病的惡化或降低療效。

梅青松團(tuán)隊(duì)在前期上轉(zhuǎn)換發(fā)光分析的研究基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于分析物誘導(dǎo)介孔內(nèi)配體動(dòng)態(tài)遷移策略的上轉(zhuǎn)換發(fā)光可逆探針，其通過(guò)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)疾病標(biāo)志物的實(shí)時(shí)濃度水平，自適應(yīng)調(diào)控探針光強(qiáng)度，控制光基因表達(dá)水平，實(shí)現(xiàn)疾病的穩(wěn)定、可控診療。

該項(xiàng)研究設(shè)計(jì)了一種在上轉(zhuǎn)換納米探針介孔二氧化硅層限域內(nèi)配體疏水性動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)介導(dǎo)的能量傳遞機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)血糖濃度的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。苯硼酸修飾的熒光素分子在與葡萄糖反應(yīng)前后表現(xiàn)出可逆的疏水性質(zhì)變化，從而使其在介孔二氧化硅層的疏水孔隙中實(shí)現(xiàn)可逆的內(nèi)向/外向遷移，改變其與納米顆粒能量傳遞效率，動(dòng)態(tài)調(diào)整上轉(zhuǎn)換發(fā)光顆粒的藍(lán)光強(qiáng)度。

研究人員進(jìn)一步利用該可逆探針與光基因工程化細(xì)胞共同包裹形成水凝膠智能診療系統(tǒng)。上轉(zhuǎn)換發(fā)光探針的藍(lán)色熒光激活工程化細(xì)胞上對(duì)應(yīng)的光敏蛋白，引發(fā)下游級(jí)聯(lián)通路，使其合成胰高血糖素樣肽-1（GLP-1），并刺激胰島細(xì)胞合成胰島素，降低血糖濃度。同時(shí)，血糖水平的降低會(huì)自反饋調(diào)節(jié)納米探針的發(fā)光強(qiáng)度，減弱光遺傳表達(dá)水平，避免過(guò)表達(dá)引起的低血糖。

該研究有望為基于光遺傳學(xué)的疾病診療提供了新的研究思路。

相關(guān)論文信息：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c13762

來(lái)源：《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》