华理系列研究聚焦快速检测流感病毒和癌细胞诊疗

　　 近日，华理化学学院一研究团队在分子探针的疾病诊断与诊疗领域取得系列研究进展，相关工作连续以封面和内封底的形式发表于国际权威学术刊物《德国应用化学》与《化学科学》上，其中2篇研究论文被《化学科学》的“Global challenges: Health & Food”专栏收录，该专栏旨在重点介绍应对全球健康与食品重大挑战的优秀工作。

　　 针对传统医学诊断技术成本高、操作繁、耗时长等瓶颈问题，研究团队通过分子工程与材料组装技术，构建了系列可折叠型荧光分子探针及其复合材料，实现了对流感病毒的快速、高通量检测及癌细胞的靶向荧光标记与诊疗。

　　 禽流感的季节性爆发可引起全球性大流行，导致大面积人员死亡及经济损失。然而，传统禽流感病毒检测方法技术要求高且试剂昂贵，难以在经济不发达地区普及和应用。因此，对季节性禽流感爆发的高效监控仍是国际上极具挑战的难题。研究人员以禽流感病毒表面的血凝素为生物标志物，构建了一类含唾液酸糖的荧光折叠体。在缓冲液中，探针通过柔性链偶联的萘酰亚胺与芘的疏水折叠形成弱荧光的闭合态，而当糖基与血凝素发生特异识别后，折叠自发打开并伴随显著荧光增强。实验表明，通过嫁接不同唾液酸寡糖，此类糖基折叠体不但可快速（5分钟）、选择性地识别具备人感染（H1N1、H3N2）、禽感染（H5N1、H10N8）及具备人/禽双感染特性（H7N9）的流感病毒株，还可实现对这些病毒株的裸眼荧光检测，为禽流感的实时检测提供了高效、简易的分子探针工具。相关工作以内封底形式发表于《德国应用化学》上。

　　 为解析上述糖基折叠体与生物标志物的作用模式，研究人员利用小角度散射（SAXS）技术，证实了折叠体可通过与糖识别蛋白质（凝集素）的相互作用解折叠，进而通过芘的分子间堆叠作用形成探针/凝集素超分子交联体。基于这一牢固的交联作用，还实现了糖基折叠体对肝癌细胞表面脱唾液酸糖蛋白受体内吞、转位、更新等生物过程的荧光示踪（图3A）。此外，研究人员还证明此类分子探针可通过与环糊精之间的超分子作用固定在金纳米粒子表面，经由能量转移（FRET）机制发生荧光淬灭，而颗粒被凝集素聚集后，荧光通过金属增强（MEF）效应重新恢复，进而实现了此类糖基纳米材料的靶向肝癌细胞荧光标记与双模式治疗（靶向释药与光动力学治疗）（Chem. Sci.2016,7, 4004；图3B）。研究工作连续以外封面（Front cover）形式发表于《化学科学》。

　　 上述系列研究工作由化学学院贺晓鹏副研究员指导，厉凯彬、胡习乐、曾亚丽、王欢等博、硕士研究生协作完成。研究工作的生物学部分获得了中科院上海药物研究所李佳、臧奕研究员团队，中科院上海巴斯德研究所周东明研究员团队，以及国家蛋白质科学中心李娜博士（上海光源）的大力支持与协作。该研究得到了田禾院士领衔“973”项目、国家自然科学基金、上海市科委国际合作交流项目、上海市青年科技启明星计划等的资助。