通讯作者：Yan Yu
通讯单位：印第安纳大学
免疫细胞对吞噬体内病原体的消化是通过包括酸化和蛋白水解等一系列反应发生的，但由于缺乏同时测量吞噬体内多个反应的方法，这些反应如何以正确的顺序进行尚不清楚。
为此，印第安纳大学Yan Yu教授报告了一种双功能Janus粒子探针，同时通过定量成像监测活细胞中单个吞噬体的酸化(pH值)和蛋白水解活性。相关工作以“Real-time Simultaneous Imaging of Acidification and Proteolysis in Single Phagosomes Using Bifunctional Janus Particle Probes”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上。
图1. (a)Janus粒子探针合成。(b)Janus粒子探针在不同pH缓冲溶液中的荧光图像以及细胞外和细胞内pH校准图。荧光比I(pHrodoRed)/I(CF640R)标准化为pH7.2。比例尺：5 µm。校准图是分别来自N=23个探针(细胞外)和11个探针(细胞内，每个细胞1个探针)的平均结果。误差棒代表标准偏差。(c,d)Janus粒子探针在体外(c)和细胞内(d)的蛋白水解反应，使用酶标仪在Ex/Em489/530 nm处测量。要点1. 每个Janus探针由一个pH识别基因和一个蛋白水解识别基因组成，它们在空间上分开但同时发挥作用。这种设计消除了不同荧光分子之间潜在的光学干扰。要点2. 使用Janus探针同时对粒子内化后单个吞噬体内的酸化和蛋白水解活性进行了成像。确定了启动和维持蛋白水解所需的酸性pH值，揭示了病原体消化过程中两种反应相继发生的机制。要点3.使用Janus探针来证明细菌来源的脂多糖(革兰氏阴性菌的外膜成分)如何改变吞噬体中的酸化和蛋白水解。这项研究展示了Janus粒子探针作为一种普遍适用的工具，用于监测细胞内囊泡中的多重反应。图2. 单个吞噬体中酸化和蛋白水解活性的同时成像。链接：https://doi.org/10.1002/anie.202111094
Yan Yu教授于2004 年获得北京大学化学获得了学士学位。2004 年至 2009 年，在 Steve Granick 教授的指导下，在伊利诺伊大学香槟分校材料科学与工程系获得博士学位。她的研究重点是基于脂质的生物材料及其与纳米颗粒和蛋白质的相互作用。随后，她在加州大学伯克利分校跟随 Jay T. Groves 教授开始了她的博士后研究，并将研究方向转变为初级免疫细胞的生物物理学。她于 2012 年 7 月加入 IU。Yu实验室的研究处于材料、生物分析和物理化学的界面。研究愿景是用新材料和化学方法量化和控制细胞行为。于群的具体研究项目包括：（1）脂质膜的自组装与相互作用；(2) 生物材料-细胞相互作用：开发仿生材料来操纵细胞行为；(3) 细胞间相互作用：量化细胞膜中的分子相互作用和动力学如何决定细胞功能。
