分享一篇发表在JACS上的文章：Dual-Locked Fluorescence Probe for Monitoring the Dynamic Transition of Pulmonary Macrophages，通讯作者是来自新加坡南洋理工大学的浦侃裔(Pu Kanyi)教授，他们课题组的研究方向是分子成像、探针设计和纳米技术。

肺巨噬细胞在呼吸系统疾病中发挥着关键作用，它在数量、比例和极化状态上会发生动态变化。这些变化对于理解疾病的病理机制、改进诊断方法和指导药物开发是至关重要的。然而，现有的基于组织活检的分析方法存在侵入性和静态性的问题，无法提供巨噬细胞的实时动态信息。因此，开发一种能够实时监测肺巨噬细胞动态变化的工具具有重要意义。

作者为了解决上述问题，开发了一种新型双锁荧光探针（DMRPNOCas），用于动态监测肺巨噬细胞在甲型流感病毒（IAV）感染过程中极化状态的变化。

DMRPNOCas双锁探针的荧光激活依赖于M1 型巨噬细胞特异性表达的两种生物标志物——caspase-1和NO。首先，DMRPNOCas探针的第一道锁是caspase-1的切割序列，用于响应caspase-1活性。其次，DMRPNOCas也能够响应NO，作者对这个结构和潜在的机理进行了详细的优化和探索。简而言之，作者为了优化探针对 NO的反应性，从半菁染料中筛选合适的支架结构，并发现了对位取代的邻苯二胺基团相比间位取代的对应物具有更高的 NO 激活荧光。此外，作者还利用量子化学计算表明，这种增强效应归因于NO反应诱导的扭曲分子内电荷转移（TICT）的差异抑制。

随后，作者在细胞水平（包括M1和M2极化的BMDM巨噬细胞，中性粒细胞，T细胞）测试了DMRPNOCas探针的特异性。结果显示，DMRPNOCas与细胞孵化后，M1型BMDM的荧光信号最高，是M2型细胞和其他免疫细胞的12倍 ， 说明了DMRPNOCas对M1 BMDMs具有很高的特异性。

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最后，作者还将该探针用于甲流感染小鼠模型的肺巨噬细胞检测中。在感染病毒且注射探针后，可以观察到肺部的荧光逐渐增强，感染48小时后肺部荧光信号比生理盐水处理组高1.5倍。

综上所述，本文作者开发了DMRPNOCas双锁探针，用于实时监测肺巨噬细胞的动态变化，并且该探针的双锁机制提高了检测的特异性和灵敏度，减少了假阳性信号。

本文作者：MB

责任编辑：LZ

DOI：10.1021/jacs.5c00506

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c00506