近日，中药学院张彤教授团队在国际期刊Talanta上发表了题为A multi-signal mitochondria-targeted fluorescent probe for simultaneously distinguishing biothiols and realtime visualizing its metabolism in cancer cells and tumor models的研究成果。该研究成功合成了一种具有多通道、线粒体靶向的荧光探针，能够同时区分检测生物硫醇和二氧化硫衍生物，实现了细胞水平及生物体内硫醇代谢的实时、可视化监测，并利用该探针对中药活性成分藤黄酸在体内外抗乳腺癌过程中的硫醇代谢变化进行监测。这一研究成果为体内硫醇代谢的动态监测提供了有力工具，同时也为中药抗肿瘤活性成分的作用机制研究提供新思路。
近年来研究表明，生物硫醇（如Cys、Hcy、GSH）在维持细胞内稳态和应对氧化应激等方面发挥着重要作用，其浓度异常可能导致癌症等多种疾病的发生。尽管生物硫醇代谢异常被认为是癌症的核心标志，但其动态实时可视化的监测工具有待进一步开发，且药物干预后肿瘤中生物硫醇代谢的变化过程尚未研究报道。针对这一问题，研究团队基于ICT-PET协同机制，成功设计了一种线粒体靶向多功能荧光探针。该探针具备双识别位点，通过三个荧光通道分别实现了对Cys/Hcy（红-绿）、GSH（绿）和代谢产物SO32-（蓝）的检测。此外，该探针具有低检测限、高选择性、生理pH稳定性和快速荧光响应等优点。
在荧光检测方面，通过比较红绿双荧光通道的比值变化，探针成功区分了Cys和GSH，实现了活细胞中主要生物硫醇的区分；通过比较红蓝双荧光通道的比值变化，对其代谢物SO32-进行了连续成像，为生物硫醇及其代谢物的可视化提供了有力证据。鉴于这些优势，研究团队利用该探针成功实现了藤黄酸给药前后在乳腺癌MCF-7细胞中GSH的代谢过程，以及体内抗乳腺癌药效中生物硫醇的代谢变化，发现体内生物硫醇代谢的动态变化可能是乳腺癌治疗过程中的一个诊断指标，为肿瘤治疗提供了新的精确可视化方法。
论文第一作者为我校兰金帅高级实验师及博士研究生刘力，张彤教授与丁越研究员为共同通讯作者，上海中医药大学为论文唯一通讯单位。研究工作受到了魏海研究员的指导与大力支持，得到了国家自然科学基金、上海市青年优秀学术带头人计划、上海市曙光计划、上海市人才发展基金等项目的资助和支持。（科技处、中药学院）