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An Off–On COX-2-Specific Fluorescent Probe: Targeting the Golgi Apparatus of Cancer Cells

化学 高尔基体 癌细胞 荧光 癌症 生物物理学 细胞生物学 生物化学 细胞 生物 内科学 医学 量子力学 物理
作者
Hua Zhang,Jiangli Fan,Jingyun Wang,Shuangzhe Zhang,Bairui Dou,Xiaojun Peng
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:135 (31): 11663-11669 被引量:297
标识
DOI:10.1021/ja4056905
摘要

Identifying cancer cells and quantifying cancer-related events in particular organelles in a rapid and sensitive fashion are important for early diagnosis and for studies on pathology and therapeutics of cancers. Herein a smart "off-on" cyclooxygenase-2-specific fluorescence probe (ANQ-IMC-6), able to report the presence of cancer cells and to image Golgi-related events, has been designed and evaluated. Cyclooxygenase-2 (COX-2) has been used as imaging target in the probe design, since this enzyme is a biomarker of virtually all cancer cell lines. In the free state in aqueous solution, ANQ-IMC-6 mainly exists in a folded conformation where probe fluorescence is quenched through photoinduced electron transfer between the fluorophore acenaphtho[1,2-b]quinoxaline (ANQ) and the recognition group, indomethacin (IMC). Fluorescence is turned on, by restraining the photoinduced electron transfer, when ANQ-IMC-6 is forced to adopt the unfolded state following binding to COX-2 in the Golgi apparatus of cancer cells. ANQ-IMC-6 provides high signal-to-background staining and has been successfully used to rapidly differentiate cancer cells from normal cells when using flow cytometry and one- and two-photon fluorescence microscopic imaging. Furthermore, ANQ-IMC-6 may be able to visualize dynamic changes of the Golgi apparatus during cancer cell apoptosis, with possible application to early diagnosis.
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