基于荧光共轭聚合物的细胞表型筛选

Conjugated polymers are characterized by a delocalized π-electronic backbone structure, which demonstrate tunable bandgaps, light-harvesting ability, high fluorescence quantum yields, high sensitivity to quenchers (amplified quenching), high stability, as well as good processability. These properties have made them unique materials as new fluorescent probes, and thus attracted significant attention in related research areas. We propose to use synthetic chemistry, chemical biology, molecular biology and cell biology techniques to target phenotyes of cell apoptosis and autophagy. We propose to design and sythesize a series of conjugated polymers with different backbones and side groups in order to target different markers of cell apoptosis and autophagy, including phosphatidylserine, caspases and cytochrom C in apoptosis, and the pH values in the acidic autolysosome in autophagy. In vitro and in vivo analysis will be carried out in order to obtain conjugated polymer based fluorescent molecular probes which can recognize and report target as well as penetrating cell membrane. We hope to develop the cell apoptosis and authophagy phenotype screening methods of using conjugated polymer probes, which can be used in the study of tumor sigal transduction pathways, anti-cancer drug screening, and tumor diagnosis.

共轭聚合物具有共轭骨架结构，与小分子荧光染料相比，具有带宽可调、摩尔吸光系数高、荧光量子产率高、荧光淬灭效率高（灵敏度高）、稳定性和生物相容性好、易加工等优点，被作为新型荧光材料而被广泛关注。本项目拟采用合成化学、化学生物学、分子生物学、细胞生物学等研究方法，针对细胞凋亡和细胞自噬的不同形态学和分子特征，通过设计合成共轭聚合物，利用其与不同细胞表型的特殊标志物之间的相互作用（包括凋亡过程中的磷脂酰丝氨酸，caspase 酶和细胞色素C，以及自噬过程中的酸性自噬溶酶体细胞器），获得具有靶点识别、荧光报告、以及细胞透膜等特性的荧光分子探针，在体外和细胞水平上实现对凋亡细胞、自噬细胞的识别、分析及成像研究。本项目将建立基于荧光共轭聚合物的细胞凋亡和自噬的表型筛选方法，拓展荧光共轭聚合物在化学生物学中的应用，发展可用于肿瘤信号转导、抗肿瘤药物筛选、以及肿瘤早期诊断的疾病诊新型的荧光分子探针。

共轭聚合物具有共轭骨架结构，与小分子荧光染料相比，具有带宽可调、摩尔吸光系数高 、荧光量子产率高、荧光淬灭效率高(灵敏度高)、稳定性和生物相容性好、易加工等优点， 被作为新型荧光材料而被广泛关注。本项目拟采用合成化学、化学生物学、分子生物学、细胞 生物学等研究方法，针对细胞凋亡和细胞自噬的不同形态学和分子特征，通过设计合成共轭聚 合物，利用其与不同细胞表型的特殊标志物之间的相互作用(包括凋亡过程中的磷脂酰丝氨酸 ，caspase 酶和细胞色素C，以及自噬过程中的酸性自噬溶酶体细胞器)，获得具有靶点识别 、荧光报告、以及细胞透膜等特性的荧光分子探针，在体外和细胞水平上实现对凋亡细胞、自 噬细胞的识别、分析及成像研究。本项目将建立基于荧光共轭聚合物的细胞凋亡和自噬的表型 筛选方法，拓展荧光共轭聚合物在化学生物学中的应用，发展可用于肿瘤信号转导、抗肿瘤药 物筛选、以及肿瘤早期诊断的疾病诊新型的荧光分子探针。