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自噬是细胞进化中的一条胞内降解的途径，参与了很多重要的生理和病理过程，自噬的检测对疾病的诊断和监控相关生理病理过程具有重要的意义。然而既往的自噬检测方法无法同时满足简便、实时、特异性强的自噬检测要求。最近，华东理工大学朱为宏教授和王琪副教授团队在聚集诱导发光荧光探针实现生物自噬检测领域取得新进展，该工作以题为“Monitoring Autophagy with Atg4B Protease-Activated Aggregation-Induced Emission Probe”的研究性文章在《 Advanced Functional Materials》上发表。
作者在喹啉腈母体的长波长聚集诱导发光荧光体系中，引入自噬通路下游关键蛋白酶Atg4的水溶性底物氨基酸链，开发了酶激活型AIE自噬检测探针QM-GFTN。利用酶切调控荧光对自噬过程的应答过程，实现荧光从“off”到“on”的转变，建立荧光强度与自噬发生的正向关联，达到简便、专一、高灵敏的荧光激活性自噬检测。
引入能被Atg4B响应切断的肽链这一策略，不仅赋予探针QM-GFTN良好的溶解性，使其在水溶液中初始荧光淬灭，降低了背景荧光。而且探针QM-GFTN对Atg4B酶具有特异性响应能力，当肽链被Atg4B酶切断后，探针溶解度发生变化，荧光转变为聚集诱导点亮状态，从而实现了在水溶液中高信噪比、高选择性荧光响应。
图1. 自噬探针QM-GFTN与Atg4B酶反应后荧光增强，达到检测细胞自噬的示意图。酶切效果验证及选择性表征。
AIE酶激活探针QM-GFTN能有效检测发生自噬的细胞，并且响应后的荧光强度与自噬发生水平具有正相关性，有望实现自噬水平的定量检测。在小鼠组织和人宫颈癌病理组织中，探针QM-GFTN也能实现自噬水平的有效检测，对自噬和非自噬状态的区分效果优于自噬囊泡染料MDC。因此，与传统自噬检测方法相比（如免疫组化、Western blot、透射电镜等），荧光探针QM-GFTN在提高准确性的同时，还大大缩短了检测时间。
图2. 细胞内酶切响应型自噬荧光探针的“off-on”效果。
图3. 人宫颈癌组织自噬验证与荧光检测。
总结：作者开发了一种基于肽的聚集诱导发射活性探针QM-GFTN，通过响应自噬相关酶Atg4B实现自噬检测。这种基于肽的酶激活型探针集成了实时传感和高特异性响应，在检测多种自噬细胞、动物组织甚至人类病理组织中的自噬过程方面取得了重大突破。
全文链接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202108571
来源：高分子科学前沿
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