基于还原型氧化石墨烯淬灭的多肽探针用于半胱天冬酶-8的活性检测及其细胞成像
作者: 陶雪晴
单位: 湖南中医药大学第一附属医院

摘要

目的:半胱天冬酶-8(caspase-8)通过调控细胞凋亡在多种生物过程中发挥关键作用,其活性精准检测与细胞内成像对药物筛选、疾病诊断及预后评估具有重要意义。

方法:经过设计的多肽探针TAMRA-K-IETD-LNN(KN-8)经四甲基罗丹明(TAMRA)荧光基团标记,是半胱天冬酶-8的特异性底物。当体系中存在还原型氧化石墨烯(rGO)时,多肽KN-8吸附于rGO表面可被有效淬灭荧光。而当半胱天冬酶-8特异性切割KN-8的IETD序列时,将产生两条不同长度的片段。此时标记TAMRA的短肽片段从rGO表面解离,引发荧光信号恢复。基于rGO对长短肽段吸附淬灭能力的显著差异,该体系可便捷实现半胱天冬酶-8在体外及细胞内的活性检测。

结果:在最佳优化条件下,该荧光法对caspase-8的体外检测线性范围为0.2-5 U·mL⁻¹,检测限达0.2 U·mL⁻¹。进一步实验表明,该方法成功监测了叔丁基过氧化氢(TBHP)和氟尿嘧啶诱导的细胞内caspase-8活性上调现象,流式细胞术证实酶活性上调水平与细胞凋亡率呈正相关。

结论:本研究成功开发了一种新型策略:通过将荧光肽探针与rGO结合,实现半胱天冬酶-8活性的高灵敏体外检测及细胞内成像。基于rGO的超强淬灭效应,该生物传感器平台可对半胱天冬酶-8产生即时响应,检测限达0.2 U·mL⁻¹。更重要的是,该体系可借助rGO载体高效递送至活细胞内,实时监测凋亡诱导的酶活性动态变化。该策略有望推动靶向半胱天冬酶-8的细胞诊断工具开发及促凋亡药物筛选。

关键词: 荧光检测;半胱天冬酶-8;多肽探针;还原型氧化石墨烯;成像
来源:中华医学会第32次放射学学术大会