（物質科學與信息技術研究院）細胞微泡（MV）作為細胞間通訊與物質交換的重要載體，在疾病診斷和藥物遞送等領域有著廣闊的應用前景。因此，深入探究MV的生物學過程對闡明其生理和病理功能具有重要意義。然而，由于缺乏特異性標記方法，研究人員對MV的產生、分泌以及生理學作用依舊不明晰。安徽大學的張忠平/張瑞龍/耿軍龍研究團隊成功開發了一系列探針IC-Cn（n為烷基側鏈的碳原子數），實現了對MV的特異性標記，并應用于對MV及相關細胞器的原位成像。

基于MV的疏水膜環境與細胞膜、外泌體和其他細胞器的差異，通過工程化吲哚-香豆素陽離子熒光探針的疏水側鏈長度，精細調節探針的疏水性，制備了一系列熒光探針（實現了對不同亞細胞結構（MV，線粒體，內質網，外泌體和細胞膜等）的靶向。其中，低親脂性探針IC-C1，IC-C2和IC-C3（0.57 ≤ clogP ≤ 0.83）可以特異性的標記MV；中等親脂性探針IC-C3，IC-C4和IC-C5（1.10 ≤ clogP ≤ 1.97）可以同時靶向MV和線粒體，并具有可區分的熒光壽命；高親脂性的探針會染色細胞中的內質網及細胞膜。

圖1. 探針的設計及其在細胞中的定位

利用IC-C1對MV的高特異性，研究團隊在細胞中對MV進行了原位成像，觀察到MV從細胞膜上的產生、其依賴偽足的運動以及細胞內外MV的融合與分裂過程。

圖2. IC-C1用于監測MV動力學的原位成像

IC-C4可以同時標記MV和線粒體并具有可區分的熒光壽命。研究人員利用這一特性，原位監測了線粒體衍生MV的生物發生及其分泌過程，而且發現了部分線粒體衍生MV可以與溶酶體融合以清除受損的線粒體，揭示了一種除線粒體自噬以外的維持線粒體穩態新途徑。

圖3. IC-C4用于監測MV與線粒體相互作用的原位成像

這項工作克服了以往MV標記所面臨的特異性差和無法進行原位成像的缺點，深入研究了MV的組成、產生、分泌和功能。不僅為MV生理學提供了新的見解，還啟發了細胞研究中用于特異性標記探針的設計策略。相關工作以Lipophilicity Modulation of Fluorescent Probes for In Situ Imaging of Cellular Microvesicle Dynamics為題發表在化學頂級期刊《Journal of the American Chemical Society》（org/10.1021/jacs.4c13516）上。安徽大學物質科學與信息技術研究院2022級博士黃威為論文的第一作者，張瑞龍副教授和耿軍龍教授為論文的共同通訊作者。