医学部团队在荧光蛋白探针领域取得连续突破性进展

荧光蛋白探针因其本身属于蛋白，具有比普通化学类荧光探针更好的生物相容性，同时兼具高灵敏度、高特异性、使用方便等优势，因而在医疗健康等领域具有巨大应用潜力。近日，大连理工大学医学部刘波教授研究团队基于荧光蛋白技术研发了系列新型探针，连续两篇论文发表在探针和传感器领域的Top杂志ACS Sensors上。

在生物医学研究中，间充质干细胞（MSCs）因其易于获取和强大的分化潜力，在疾病治疗和医美领域备受关注。然而，传统的MSCs检测鉴定方法通常需要固定杀死细胞，无法实现实时监测。该团队开发了一种名为LV-cp的新型非侵入式荧光蛋白探针，能够无损伤鉴定MSCs，同时可以实时监测其分化过程。LV-cp探针基于“开启型”荧光蛋白（Turn-on FPBs），当探针与MSCs细胞结合时，荧光蛋白的荧光信号会显著增强，从而实现高精度的细胞检测和识别。此外，LV-cp探针还展示了其在细胞纯化中的应用潜力。通过流式细胞术，团队成功分离出高纯度的MSCs，并验证了分选后的细胞在分化过程中具有良好的功能完整性。这一技术大大简化了传统基于抗原-抗体免疫反应的MSCs检测方法，其应用前景广阔，有望在组织工程、干细胞治疗和医美等领域发挥重要作用。（论文链接https://doi.org/10.1021/acssensors.4c02356）

肿瘤转移占癌症致死的90%以上，有效抑制肿瘤转移就能极大程度提高癌症病人的存活率。在另一篇论文中，团队基于荧光蛋白的荧光共振能量转移（FRET）技术研发了一种检测活细胞内应力分布的探针MaSS，实现了细胞膜与细胞骨架之间应力状态的可视化检测（图2）。通过该探针，团队发现肿瘤细胞上下表面之间的固有应力存在明显的差异，通过药物干扰破坏这种差异后，肿瘤细胞的迁移能力消失。说明这种应力极性差异可能是肿瘤细胞发生迁移的前提，这一发现为抑制肿瘤转移提供了新的治疗策略，也为肿瘤研究提供了有力的科研工具。（论文链接https://doi.org/10.1021/acssensors.4c00628）

图1 LV-cp探针识别和动态监控MSCs

 图2 MaSS探针检测细胞膜与骨架之间的应力分布

医学部刘波教授领导的活细胞成像与传感芯片团队主要研究方向为智能医疗检测技术，包括荧光蛋白探针、纸基微流控芯片、电化学生物传感器和组织工程等。近年来团队发表论文130余篇，其中Top杂志20余篇，申报国家发明专利共50余项，其中两项成果已转化。团队研发的FRET探针已在包括国际国内共约八十余家著名科研机构推广使用。