近期，廣西大學化學化工學院探針與化學生物學團隊在超高分辨探針領域取得了重要科研突破。該團隊的最新成果以“An exchangeable SIM probe for monitoring organellar dynamics of necrosis cells and intracellular water heterogeneity in kidney repair（可交換超高分辨探針用于監(jiān)測壞死細胞的細胞器動力學和腎臟修復中細胞內水的異質性）”為題發(fā)表在國際頂級綜合性學術期刊《美國科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS）。論文的第一作者為化學化工學院博士研究生賴有博，唯一通訊作者為林偉英教授，廣西大學為該論文的第一通訊單位。

細胞壞死（necrosis）作為由極端物理、化學或嚴重病理性因素觸發(fā)的細胞死亡形式，長期以來被認為是因病理而產生的被動死亡。然而，最新的研究揭示，細胞壞死可能是細胞“程序性死亡”的另一種形式，包括激發(fā)炎癥反應在內的關鍵生理功能。因此，深入剖析細胞壞死的機制可為理解病理過程打開新窗口，對疾病的診斷和治療具有重大意義。

基于上述背景，該團隊提出了一種合理的探針設計策略，旨在實現超高分辨率成像，并成功研發(fā)出新型可交換脂質探針APBD。APBD具有優(yōu)異的光穩(wěn)定性、免水洗性、高熒光亮度以及良好的生物相容性。研究結果表明，基于新型探針APBD的超高分辨率顯微成像技術能夠長時間動態(tài)觀察細胞壞死過程，并揭示了線粒體在這一過程中經歷腫脹、分裂和融合的三個重要階段，同時伴隨著內質網的破裂。值得注意的是，破裂的內質網通過內質網小管末端的自噬體進行重建，而其他細胞器則維持相對穩(wěn)定。因此，實驗結果表明，線粒體在細胞壞死過程中起著至關重要的作用。

此外，在腎臟缺血-再灌注過程中，隨著一系列生理和生化反應的發(fā)生，細胞損傷可能進一步加劇，最終導致細胞壞死。該探針憑借其獨特的水響應特性，能夠精準監(jiān)測細胞內脂膜與細胞質之間的水異質性變化。研究發(fā)現，隨著缺血時間的變化，細胞核和細胞質等亞細胞區(qū)室中的水與脂膜比例發(fā)生了顯著變化。這一研究不僅推動了超分辨率成像技術的發(fā)展，還拓寬了熒光技術在細胞脂膜水異質性研究領域的應用，為相關科學研究提供了新的工具和方法。隨著對超分辨率成像技術工具的持續(xù)優(yōu)化與應用，該團隊將進一步深入探索細胞內多種細胞器的相互作用及形貌學研究，為揭示相關疾病的機制、實現早期診斷與治療提供新的研究方向和思路。

據悉，《美國科學院院刊》（PNAS）是世界上最具影響力的綜合學科期刊之一。自1914年創(chuàng)刊至今，PNAS始終致力于前沿研究報告、學術評論、學科回顧及前瞻、學術論文的報道和出版。