基于萤火虫生物发光的体内可视化分析研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81673393
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3410.药物分析
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The reliable sensitive, convenient, affordable and non-invasive firefly bioluminescence has been emerged as a novel imaging tool in the visualizaion analysis involved in life sciences, in which depends on that firefly luciferase can catalyze the oxidation of it substrate, luciferin, in the presence of ATP, Mg2+ and oxygen, so as to emit the bioluminescence. However, the current dilemma for the firefly luciferin-luciferase bioluminescence system is that its substrate has disadvantages on low sensitivity, short duration time in vivo, high concentration up to 100 mM for in vivo imaging, as well as unreasonable cell and tissue permeability. The PI has been focusing on firefly bioluminescence system, and published several research articles in Anal Chem, Chem Soc Rev, etc. In the current project, on the basis of our fruitful preliminary results, the PI aims at obtaining novel substrates with high sensitivity for the firefly luciferin-luciferase bioluminescence system by modifying the chemical structure of luciferin and introducing cycloalkane and heterocyclic rings with high premeable and well tolerable ability in vivo at the 6'-position ,and examining these proposed substrates's bioluminescent imaging potential on the molecular, cellular and living animal levels. The successful results from this project will develop a visualization analysis platform of firefly bioluminescence, including development of molecular probe, biomolecule recognition, as well as generation of cell and animal model.
萤火虫生物发光借助于萤光素酶在ATP、Mg2+和O2存在的条件下,通过两步反应氧化底物萤光素释放出发光信号,有着非侵袭性、操作简便、费用低廉、对仪器设备以及实验样本的生理状态要求较低等优势,已被广泛应用于生物医学领域的可视化成像分析研究,但目前萤光素底物的生物发光仍然存在着灵敏度低、给药浓度高、作用时间短、细胞和组织通透性差等缺点。申请人一直从事萤火虫生物发光可视化分析研究,已在Anal Chem、Chem Soc Rev等杂志发表多篇论文,本项目拟在大量的前期工作基础上,通过对其底物萤光素6’-位引入能改善细胞组织通透性和体内药物代谢动力学性质的环烷、杂环基团,建立和开发基于萤火虫荧光素酶/荧光素体系的新型生物发光底物并研究其生物发光活性,形成从分子探针、生物分子、细胞与动物模型的萤火虫生物发光体内可视化分析的理论和技术体系。

结项摘要

萤火虫生物发光借助于萤光素酶在ATP、Mg2+和O2存在的条件下,通过两步反应氧化底物萤光素释放出发光信号,有着非侵袭性、操作简便、费用低廉、对仪器设备以及实验样本的生理 状态要求较低等优势,已被广泛应用于生物医学领域的可视化成像分析研究,但目前萤光素底物的生物发光仍然存在着灵敏度低、给药浓度高、作用时间短、细胞和组织通透性差等缺点。 本项目在大量的前期工作基础上,通过对其底物萤光素6’-位引入能改善细胞组织通透性和体内药物代谢动力学性质的环烷、杂环基团,建立和开发基于萤火虫荧光素酶/荧光素体系的新型生物发光底物并研究其生物发光活性,形成从分子探针、生物分子、细胞与动物模型的萤火虫生物发光体内可视化分析的理论和技术体系,已在J Am Chem Soc、Cell Chem Biol、Anal Chem等期刊发表多篇论文,

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Discovery of Small-Molecule Inhibitors of the HSP90-Calcineurin-NFAT Pathway against Glioblastoma
发现针对胶质母细胞瘤的 HSP90-钙调神经磷酸酶-NFAT 途径的小分子抑制剂。
  • DOI:
    10.1016/j.chembiol.2018.11.009
  • 发表时间:
    2019-03-21
  • 期刊:
    CELL CHEMICAL BIOLOGY
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Liu, Zhenzhen;Li, Hongli;Zhou, Yubin
  • 通讯作者:
    Zhou, Yubin
Bioluminescence imaging of exogenous & endogenous cysteine in vivo with a highly selective probe
外源性生物发光成像
  • DOI:
    10.1016/j.bmcl.2020.126968
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Shilong Hu;Peilin Lu;Shiyu Zhou;Ting Kang;Ao Hai;Yaru Ma;Yiqing Liu;Bowen Ke;Minyong Li
  • 通讯作者:
    Minyong Li
Inhibiting Firefly Bioluminescence by Chalcones
查耳酮抑制萤火虫生物发光
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.7b00813
  • 发表时间:
    2017-06-06
  • 期刊:
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Zhang, Huateng;Hu, Jing;Li, Minyong
  • 通讯作者:
    Li, Minyong
Prolonged bioluminescence imaging in living cells and mice using novel pro-substrates for Renilla luciferase
使用新型海肾荧光素酶前底物对活细胞和小鼠进行长时间生物发光成像
  • DOI:
    10.1039/c7ob01656e
  • 发表时间:
    2017-12-28
  • 期刊:
    ORGANIC & BIOMOLECULAR CHEMISTRY
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Yuan, Mingliang;Ma, Xiaojie;Li, Minyong
  • 通讯作者:
    Li, Minyong
Bioluminescent Probe for Monitoring Endogenous Fibroblast Activation Protein-Alpha
用于监测内源成纤维细胞激活蛋白-α 的生物发光探针
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.9b02117
  • 发表时间:
    2019-12-03
  • 期刊:
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Lin, Yuxing;Ma, Zhao;Li, Minyong
  • 通讯作者:
    Li, Minyong

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硼酸及硼酸酯类过氧化氢荧光探针的最新研究进展
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  • 通讯作者:
    沈月毛

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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