近日，化学与药学院生命分析化学团队王进义、袁茂森等在《Analytical Chemistry》期刊发表了题为“Dual-Site Chemosensor for Visualizing •OH–GSH Redox and Tracking Ferroptosis-Inducing Pathways in Vivo”的研究论文，通过设计并合成了能够同时灵敏检测羟基自由基(•OH)与谷胱甘肽(GSH)的双位点荧光传感器，实现了对•OH-GSH氧化还原的成像监测。基于此，验证并阐明了诱导细胞铁死亡的两种内在和外在的不同途径。硕士研究生康祖哲为本论文第一作者，袁茂森教授、王进义教授、涂琴教授为本论文的共同通讯作者。

•OH和GSH之间的反应在细胞氧化还原平衡中起着重要作用，对抑制细胞氧化应激意义重大。铁死亡‌是一种由氧化应激反应和胱氨酸代谢密切相关的活性氧(ROS)积累驱动的细胞死亡调节形式，是一种新发现的细胞死亡类型。研究铁死亡诱导机制可为铁死亡相关疾病治疗和癌症药物设计提供理论依据和指导。

本工作开发了一种同时具有荧光共振能量转移（FRET）与分子内电荷转移（ICT）传感机制的双位点荧光传感器(OG-3)，可同时、原位、灵敏实现•OH和GSH的可视化检测。此分子传感器分别采用氢化半菁基团和萘酰亚胺连接的二硝基苯磺酸基团作为•OH和GSH的特异性识别位点，可以在各自的荧光通道中对这两种物质进行精确的原位监测，而不会产生光谱串扰。课题组利用此传感器深入研究了细胞中•OH和GSH这两种相反生物活性物质之间的氧化还原反应。进一步地，利用此传感器验证并阐明了诱导铁死亡的两种不同途径:(i)抑制系统x_c^-阻断胱氨酸摄取(外在途径)；(ii) GPX4失活，导致抗氧化防御丧失(内在途径)。此外，我们也通过监测铁死亡过程中•OH和GSH的浓度变化评估了相关铁死亡抑制剂。

该研究得到了国家自然科学基金和陕西省科技计划等项目的资助。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.4c01688