近期，我校tyc1286太阳成集团探针与化学生物学团队在超高分辨探针领域取得了重要科研突破。该团队的最新成果以“An exchangeable SIM probe for monitoring organellar dynamics of necrosis cells and intracellular water heterogeneity in kidney repair（可交换超高分辨探针用于监测坏死细胞的细胞器动力学和肾脏修复中细胞内水的异质性）”为题发表在国际顶级综合性学术期刊《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS）。论文的第一作者为tyc1286太阳成集团博士研究生赖有博，唯一通讯作者为林伟英教授，tyc1286太阳成集团为该论文的第一通讯单位。
细胞坏死（necrosis）作为由极端物理、化学或严重病理性因素触发的细胞死亡形式，长期以来被认为是因病理而产生的被动死亡。然而，最新的研究揭示，细胞坏死可能是细胞“程序性死亡”的另一种形式，包括激发炎症反应在内的关键生理功能。因此，深入剖析细胞坏死的机制可为理解病理过程打开新窗口，对疾病的诊断和治疗具有重大意义。
基于上述背景，该团队提出了一种合理的探针设计策略，旨在实现超高分辨率成像，并成功研发出新型可交换脂质探针APBD。APBD具有优异的光稳定性、免水洗性、高荧光亮度以及良好的生物相容性。研究结果表明，基于新型探针APBD的超高分辨率显微成像技术能够长时间动态观察细胞坏死过程，并揭示了线粒体在这一过程中经历肿胀、分裂和融合的三个重要阶段，同时伴随着内质网的破裂。值得注意的是，破裂的内质网通过内质网小管末端的自噬体进行重建，而其他细胞器则维持相对稳定。因此，实验结果表明，线粒体在细胞坏死过程中起着至关重要的作用。
此外，在肾脏缺血-再灌注过程中，随着一系列生理和生化反应的发生，细胞损伤可能进一步加剧，最终导致细胞坏死。该探针凭借其独特的水响应特性，能够精准监测细胞内脂膜与细胞质之间的水异质性变化。研究发现，随着缺血时间的变化，细胞核和细胞质等亚细胞区室中的水与脂膜比例发生了显著变化。这一研究不仅推动了超分辨率成像技术的发展，还拓宽了荧光技术在细胞脂膜水异质性研究领域的应用，为相关科学研究提供了新的工具和方法。随着对超分辨率成像技术工具的持续优化与应用，该团队将进一步深入探索细胞内多种细胞器的相互作用及形貌学研究，为揭示相关疾病的机制、实现早期诊断与治疗提供新的研究方向和思路。
据悉，《美国科学院院刊》（PNAS）是世界上最具影响力的综合学科期刊之一。自1914年创刊至今，PNAS始终致力于前沿研究报告、学术评论、学科回顾及前瞻、学术论文的报道和出版。
