近日，厦门大学医学院陶荣坤副教授、杜丹教授联合厦门大学附属第一医院吴敬勋主任医师，在活细胞氧化还原动态监测领域取得重要进展。相关成果以 “An improved fluorescent indicator for monitoring intracellular redox potential” 为题，发表于国际权威期刊 Redox Biology。

细胞内氧化还原平衡的精准监测对于理解生命过程具有重要意义，但现有荧光探针在亮度和动态范围方面的不足限制了其在亚细胞及活体水平的应用。针对这一问题，研究团队设计开发了高性能基因编码氧化还原探针eroGFP1.2。该探针以roGFP1为骨架，融合Superfolder GFP结构，并引入陶荣坤团队此前开发的pHluorin3优化突变，实现了荧光亮度、动态范围及热稳定性的显著提升，同时拓宽了pH适用范围。

依托其高性能优势，团队实现了对HeLa细胞内多种细胞器（内质网、高尔基体、线粒体及质膜）氧化还原电位的精准测定。在此基础上，进一步构建了eroGFP1.2-Grx1嵌合传感器，实现对细胞内GSH/GSSG动态的特异性监测。在斑马鱼模型中，该探针成功用于高分辨率成像尾鳍损伤后NADPH氧化酶介导的ROS爆发过程，验证了其在活体复杂环境中的应用能力。

该研究拓展了GFP基氧化还原探针的设计策略，并为活细胞及在体水平解析硫醇-二硫键氧化还原调控提供了关键工具。在此基础上，团队进一步开发了多色氧化还原探针体系，为实现单细胞内多氧化还原对及多细胞器状态的同步动态监测奠定了技术基础。

本研究由陶荣坤、杜丹和吴敬勋共同指导，马正才、曹建斌、曾洪翔和朱佳欢为论文共同第一作者。厦门大学医学院李文岗教授及台州医院王明仓主任医师对研究做出了重要贡献。该工作获得国家科技创新2030重大项目、国家自然科学基金、甘肃省自然科学基金及浙江省医药卫生科技计划等项目资助。

陶荣坤，厦门大学医学院副教授、博士生导师，入选福建省高层次创业创新人才计划及厦门大学“南强青年拔尖人才计划”（B类）。长期从事基因编码光学工具的开发及其生物医学应用研究，重点聚焦于解析在体单细胞水平的动态变化，并探索其在疾病机制研究及基因治疗中的应用潜力。相关研究成果发表于Nature Methods、Nature Communications、Journal of Clinical Investigation、Cell Discovery等国际权威期刊。

目前，课题组在遗传编码荧光探针开展了系统研究，已在ATP、葡萄糖、pH等多个重要代谢指标取得进展，诚邀优秀博士后加盟。联系方式：taorongkun@xmu.edu.cn。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221323172600145X

作者：陶荣坤

审核：李炜