華中科技大學(xué)光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)功能實(shí)驗(yàn)室張玉慧教授研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)細(xì)胞穿膜肽的研究，利用其運(yùn)載能力將不能透膜的熒光染料及特異性識(shí)別基團(tuán)攜帶進(jìn)入活細(xì)胞，突破以往光激活熒光化學(xué)探針中熒光染料及識(shí)別基團(tuán)本身需要透膜的限制，為活細(xì)胞超分辨成像化學(xué)探針的構(gòu)建提供了一種新策略。

　　2014年11月20日，張玉慧教授和黃振立教授的合作研究成果——論文“用于活細(xì)胞超分辨成像的透膜光激活有機(jī)熒光探針構(gòu)建新策略”(A general strategy for developing cell-permeable photo-modulatable organic ?uorescent probes for live-cell super-resolution imaging)在《自然•通訊》(Nature Communications)發(fā)表。

　　張玉慧教授研究小組在國(guó)際上首次將細(xì)胞穿膜肽引入光激活熒光探針的構(gòu)建中，得到了一系列新型透膜靶向光激活熒光化學(xué)探針，實(shí)現(xiàn)了在活細(xì)胞內(nèi)對(duì)內(nèi)源蛋白的直接特異性標(biāo)記。與黃振立教授研究小組合作，利用其建立的TIRF超分辨成像系統(tǒng)及PALMER高密度定位算法，對(duì)活細(xì)胞內(nèi)的溶酶體及肌動(dòng)蛋白進(jìn)行了超分辨成像，并在活細(xì)胞內(nèi)首次記錄了肌動(dòng)蛋白重新排列的動(dòng)態(tài)過(guò)程。該研究中的透膜靶向光激活探針是國(guó)際上首類(lèi)能實(shí)現(xiàn)對(duì)活細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)源蛋白直接進(jìn)行標(biāo)記的光激活熒光探針，在活細(xì)胞超分辨成像領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

　　超分辨光學(xué)成像技術(shù)主要包括受激發(fā)射損耗顯微術(shù)(Stimulated emission depletion microscopy，簡(jiǎn)稱(chēng)STED)和基于單分子定位的超分辨成像技術(shù)(Single-molecule localization microscopy，包括PALM，STORM等)。兩種技術(shù)均突破了光的阿貝/瑞利極限，實(shí)現(xiàn)了在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行納米尺度的光學(xué)檢測(cè)。PALM與STED技術(shù)共同獲得2014年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。而PALM，STORM等的單分子定位超分辨成像技術(shù)的應(yīng)用極大地依賴(lài)于光激活熒光探針。

　　此項(xiàng)工作由武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)功能實(shí)驗(yàn)室潘登、胡哲、仇豐武、黃振立、馬意龍、王伊娜、秦嶺松、張智紅、曾紹群、張玉慧(通訊作者)共同完成。

　　該研究得到了國(guó)家“973”計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的支持。