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IV高特异性荧光探针可用于活性检测的目标酶功能成像

导读: 建立适用于复杂生物样品中的DPP-IV活性的高效且实用的检测方法对于糖尿病治疗药物的筛选及临床个性化用药,以及DPP-IV表达/功能异常与疾病的关联性研究等具有重要意义。

  近日,中国科学院大连化学物理研究所药用资源开发研究组葛广波、杨凌团队研发了一种全新的二肽基肽酶-IV(DPP-IV, CD26)高特异性荧光探针,并将其用于人血及组织中DPP-IV的活性检测以及活细胞和组织层面的目标酶功能成像研究,相关研究成果发表在Biosensors and Bioelectronics上。

  DPP-IV是哺乳动物体内分布的一种重要的丝氨酸水解酶,其参与体内多种生物活性多肽(如肠促胰岛素、神经肽、胃泌素释放肽、生长激素释放激素等)的水解进而导致其部分或完全失活。DPP-IV可快速水解胰高血糖素样肽-1(GLP-1)进而影响胰高血糖素的合成与分泌,因此其在糖代谢过程中扮演重要角色,被认为是2型糖尿病治疗的关键靶点。此外,DPP-IV还参与了机体的免疫调节、细胞移行、细胞黏附和细胞凋亡等过程,其表达/功能的异常与肿瘤等多种疾病的发生发展密切相关。因此,建立适用于复杂生物样品中的DPP-IV活性的高效且实用的检测方法对于糖尿病治疗药物的筛选及临床个性化用药,以及DPP-IV表达/功能异常与疾病的关联性研究等具有重要意义。

  该工作中,研究者基于DPP-IV的酶催化特性,设计研发了一种全新的高特异性双光子荧光探针底物GP-BAN,并基于该探针开发了利用微孔板高通量检测复杂生物样本中DPP-IV活性的超灵敏检测方法。该方法具有以下优点:(1)特异性高,可直接用于血样、细胞及组织等复杂生物样品中DPP-IV的检测;(2)操作简单且可实现高通量检测,单位测试成本低;(3)检测灵敏度高(可达皮摩尔级),样品需求量小,如血液样品只需2μL;(4)可通过比率法进行目标酶的活性检测,抗干扰能力强。利用该探针不仅可实现活细胞及活组织中目标酶的精确定位及实时动态检测,还可以血液为酶源开展DPP-IV抑制剂的高通量筛选与表征。上述工作不仅为新药研发及临床DPP-IV抑制剂的个性化用药提供了新的工具,也为后续开发商业化的DPP-IV生化检测试剂盒奠定了工作基础。

  上述研究工作得到了国家自然科学基金项目和国家重点基础研究发展计划的支持。

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