【生化】Chemical Science：通过时间维度拓展实现衰老“动态”精准诊断

衰老是影响大多数生物的时间依赖性生理功能衰退现象，也是许多非传染性疾病最严重的风险因素。由于缺乏可靠药物靶标和精准的非寿命药效模型，进入临床研究的抗衰老药物鲜见报道。通过发展有效的探针分子，对生物体系中衰老相关的标志物/指标进行精准探测和评估，避免使用寿命指标，实现快速准确诊断衰老进程和辅助评价抗衰老药效，有望实现衰老的精准可视化诊断和治疗。

（图片来源：Chem. Sci.）

近日，西北大学郭媛教授课题组联合华东理工大学李剑教授课题组，率先通过“时间”维度拓展，发展了一种基于逻辑的应激源和应激产物荧光检测体系，实现了不同衰老程度个体应激响应能力的精准检测，提出高时间分辨衰老“动态”示踪新策略。研究成果以“Stress response decay with aging visualized using a dual-channel logic-based fluorescent probe”为题发表在Chemical Science上（DOI: 10.1039/D1SC04162B）。

（图片来源：Chem. Sci.）

该研究团队近年来聚焦衰老精准诊疗方向开展研究工作。2020年，该团队利用不同种属β-半乳糖苷酶（β-gal）的酶结合底物口袋形状不同，设计并开发出了第一代可区分识别人源衰老相关β-gal（SA-β-gal）与细菌源β-gal的荧光探针分子，首次实现了人源SA-β-gal的种属选择性可视化识别（Chem. Sci., 2020, 11, 7292）。

随后，该团队从“空间”维度拓展，发展了兼具SA-β-gal识别和该酶所处溶酶体微环境pH检测功能的二维荧光探针，对衰老相关内源性β-gal和癌相关内源性β-gal进行了区分识别，成功排除内源干扰、实现更精准的衰老检测（Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 10756）。

（图片来源：Chem. Sci.）

本文进一步从“时间”维度拓展，发展了一种基于逻辑的应激源和应激产物双通道荧光检测体系，对单位应激源刺激产生的应激产物进行定量检测，实现了不同衰老程度细胞、线虫应激响应能力的精准可视化评估，证实个体应激响应能力随着衰老进程逐渐衰退的科学事实，提出了高时间分辨衰老可视化诊断新策略（Chem. Sci., 2021, DOI: 10.1039/D1SC04162B）。这些相关的研究成果初步实现了高“时”、“空”分辨的衰老可视化诊断。