定量评估细胞氧化应激需同步测定胞内氧化还原态与胞外呼吸活性，但集成传感方法有限。本文报道一种双荧光传感平台，将基因编码氧化还原生物传感器 roGFP2-Tsa2ΔCR 与嵌入微孔板的光学溶解氧传感器结合，用于工业酵母中胞内活性氧（ROS）和耗氧速率（OCR）的并行、非侵入定量。该传感器在酿酒酵母和产脂耶氏酵母中稳定表达，可在群体、单...
精原干细胞（SSCs）DNA完整性对维持雄性生殖细胞遗传稳定性和功能至关重要。本研究建立了一种非侵入性方法，用于评估SSCs DNA完整性并考察环境应激对基因组稳定性的影响。作者从小鼠睾丸分离并培养SSCs，通过免疫荧光染色和流式细胞术检测特异性分子标志物确认细胞身份。采用新型TdT酶-内切酶IV-荧光探针生物传感器检测DNA链断裂...
过氧化氢（H2O2）作为第二信使，通过线粒体内高度区室化的产生传递代谢应激信号。活性氧（ROS）在线粒体区室与细胞质之间生成和扩散的动态决定氧化应激反应与病理过程，但机制仍不清楚。本研究将 H2O2 生物传感器 HyPer7 与靶向多个线粒体微区室的 ROS 生成蛋白 KillerRed（KR）光遗传刺激相结合，实现单线粒体 H2O...
活性氧在病原体和病原相关分子模式响应中产生，例如拟南芥中依赖 NADPH 氧化酶亚型 RBOHD 的快速胞外氧化爆发。我们使用靶向不同细胞器的 H2O2 生物传感器 roGFP2-Orp1 和谷胱甘肽氧化还原状态生物传感器 GRX1-roGFP2，揭示鞭毛蛋白 flg22 模式触发免疫及丁香假单胞菌接种后未被预期的氧化事件。roGF...
氧化应激与多种疾病的发生发展密切相关。电子传递链（ETC）抑制剂如鱼藤酮（rotenone）和抗霉素A（antimycin A）常被用于体外模型以诱导线粒体氧化应激。2′,7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯（DCFH2-DA）是一种荧光探针：非荧光的DCFH2-DA可穿过细胞膜，经酯酶去乙酰化为DCFH2，再被细胞内活性氧（ROS）氧化为...
溶血可发生于多种损伤场景，细胞外血红蛋白可通过氧化应激、线粒体功能障碍和炎症等机制损伤肾脏，促进纤维化和慢性肾病。为模拟溶血诱导的肾损伤，作者用血红素（Hemin，一种可产生活性氧的含铁卟啉）处理人肾类器官，并建立了表达细胞色素C-绿色荧光蛋白融合蛋白（CytoC-GFP）的诱导多能干细胞（iPSC）系，用于实时监测线粒体形态、线粒...
胆管癌（CCA）是由胆管上皮来源的实体瘤，普遍存在吉西他滨耐药。本研究利用基因编码活性氧（ROS）生物传感器探针 HyPer3，从 CCA 细胞中分选具有不同氧化还原状态的亚群。分离得到的 HyPer-low 亚群细胞内 ROS 水平相对较低，在体外和体内均表现出比 HyPer-high 亚群更高的吉西他滨耐药性。机制研究发现，Hy...
秀丽隐杆线虫对 NM300K 银纳米颗粒（Ag NPs）的适应性已有报道。本研究考察多代暴露于 Ag NPs NM300K 或 AgNO3 后，线虫对一系列次级应激物（CeO2 NP、Ce3+、Cu2+、Cd2+ 和 Paraquat）的敏感性变化。结果显示，Ag NP 预暴露使线虫对活性氧（ROS）诱导剂 Paraquat 的耐受...
活性氧（ROS）异常产生会导致组织损伤积累，并与多种人类疾病相关。尽管已开发多种 ROS 传感器，但由于 ROS 本身不稳定，其在 ROS 相关生理与病理过程中的应用仍受限。本文开发了遗传编码荧光生物传感器 Trx1-cpYFP-fRMsr（TYfR），该传感器由突变硫氧还蛋白 Trx1、环状置换黄色荧光蛋白 cpYFP 和大肠杆菌...
线粒体氧化还原状态是反映线粒体功能状态的重要指标，线粒体也是细胞内源性活性氧（ROS）的主要来源，因此其氧化还原状态还可反映 ROS 产生功能。本文提供在出芽酵母中利用活细胞成像与定量分析线粒体氧化还原状态和线粒体 ROS 的逐步实验方案。方案采用遗传编码荧光生物传感器线粒体靶向氧化还原敏感绿色荧光蛋白（mito-roGFP）检测线...
本研究在秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）体内评估欧盟参考银纳米颗粒 NM300K 与硝酸银（AgNO3）暴露后活性氧（ROS）生成和氧化应激。通过 SOD-1 报告品系检测抗氧化防御诱导，并利用 HyPer 和 Grx1-roGFP2（GRX）生物传感器品系监测细胞氧化还原状态变化。两种银形式均导致 so...
荧光纳米金刚石（FNDs）被提出用作自由基生物传感器，因为它们可作为磁传感器，其光学性质会随周围磁场环境变化。自由基在自然细胞代谢中产生，但当自然平衡被破坏时，也与疾病和衰老相关。由于自由基具有高反应性和瞬态性，灵敏检测自由基具有挑战性，因此需要 FNDs 等新生物传感器。本文详细研究了衰老模型系统——酵母细胞——在 FND 内化后...
马红球菌（Rhodococcus equi）是一种兼性胞内病原体，可引起驹、猪、牛、羊、山羊等多种动物感染，也可感染免疫受损人群。马场中抗生素耐药性快速上升，使当前基于大环内酯类与利福平组合的抗菌治疗常失效，亟需新治疗策略。本研究利用对氧化应激高度敏感的 R. equi 肌硫醇氧化还原蛋白（mycoredoxin）三基因缺失突变株 ...
次氯酸（HOCl）是最具反应性和危害性的活性氧（ROS）之一，在多种病理和生理过程中发挥重要作用。然而，由于 HOCl 高度反应性和易扩散，其失控产生可能对宿主生理造成不利影响。鉴于其生物学重要性，许多研究致力于开发选择性荧光探针以成像 HOCl，但设计对 HOCl 具有专一选择性的荧光探针仍具挑战。本研究基于 1,8-萘酰亚胺合理...
研究发现次溴酸（HOBr）可影响IV型胶原活性。本文基于Suzuki偶联反应合成了一种溶酶体靶向荧光探针NA-lyso，以萘酰亚胺为荧光基团。HOBr可氧化探针上的氨基和甲基硫醚基团，提高探针共轭程度，从而改变其光学性质，据此建立HOBr特异性检测方法。NA-lyso具有响应快、荧光量子产率高（Φ=59.17%）、选择性好、细胞毒性...
本文介绍一种用于活细胞内局部产生并检测过氧化氢（H2O2）的遗传编码系统。该系统由酵母D-氨基酸氧化酶（DAAO）和两种光谱可区分的荧光生物传感器 HyPer2 与 HyPerRed 组成；二者分别基于循环置换黄色荧光蛋白和循环置换红色荧光蛋白，可实现细胞内 H2O2 动态的时空产生与检测。协议以简单细胞培养模型为例，给出转染、成像...
运动神经元通过动作电位控制骨骼肌收缩；去神经导致肌萎缩并与线粒体功能障碍相关。已知去神经促进肌肉线粒体活性氧（ROS）产生，但初始原因不明。由于去神经使肌肉失去电刺激，无法产生动作电位和生理性胞质 Ca2+ 瞬变，作者检验生理性 Ca2+ 瞬变缺失是否为去神经骨骼肌线粒体功能障碍的初始诱因。利用表达线粒体靶向生物传感器 mt-cpY...
线粒体是真核细胞能量产生与胞内信号转导的关键细胞器，其功能障碍常伴随并促进人类疾病。超氧化物是线粒体产生的主要活性氧（ROS），但其在体内的实时检测长期存在困难。本文描述了将循环置换黄色荧光蛋白（cpYFP）表征为线粒体超氧化物与 pH 动态生物传感器的方法。体外表征显示，cpYFP 对超氧化物相对于其他 ROS 具有较高选择性，同...
活性氧（ROS）是调控细胞发育和植物-病原互作的重要信号分子，可在侵染位点产生并影响细胞内氧化还原稳态。然而，ROS 信号通路、与其他信号级联的联系，以及用于可视化胞内外 ROS 水平及其对氧化还原状态影响的工具仍然有限。本研究利用基因编码生物传感器 roGFP2，首次在丝状真菌灰葡萄孢（Botrytis cinerea）中比较了胞...
好氧细菌持续面临内源和外源活性氧（ROS）造成的氧化应激。为应对这种应激，细菌具有多种防御与应激反应，包括过氧化氢酶和过氧化物酶等解毒酶；然而，菌内氧化还原平衡的动态变化此前仍不清楚。本研究在多种革兰氏阴性菌中表达氧化还原敏感绿色荧光蛋白（roGFP2），在过氧化氢处理后实时监测菌内氧化还原动态。利用该生物传感器，作者评估了不同过氧...