脂质代谢紊乱是高脂血症、动脉粥样硬化、脂肪肝和脑卒中等代谢相关疾病的重要诱因。在正常生理状态下，脂滴（LDs）作为细胞内脂质储存的核心结构，维持着“脂质合成—存储—消耗”的动态平衡。然而，在病理状态下，脂滴的数量、极性、形态以及动态行为会发生异常，脂质过氧化持续积聚，进一步诱导氧化应激反应，成为相关疾病发生发展的关键机制之一。与常规膜性细胞器不同，脂滴由单层磷脂包裹，极性极低，其物理化学性质与细胞质、线粒体、溶酶体等细胞器形成显著对比。脂滴的极性变化尤其显著地反映了脂质代谢紊乱程度，因此在脂代谢相关疾病的研究中，脂滴的动态结构监测具有重要意义。
然而，由于缺乏具备高分辨率、高灵敏度的成像工具，脂滴在活细胞中的超微结构与动态行为一直难以解析。针对上述挑战，山东大学的于晓强教授，王康男教授联合韩国高丽大学的Jong Seung Kim共同开发了一种新型近红外二区荧光探针——TPASe，具有高光稳定性、强极性响应能力，并可兼容STED-FLIM成像系统，突破传统光学成像分辨率限制，实现脂滴结构与极性变化的时空动态追踪。
TPASe探针采用三苯胺作为电子供体，引入吡啶与噁二唑功能团作为极性敏感识别单元，结构紧凑，荧光背景干扰极低。在脂滴环境中，TPASe展现出高亮度、红移发射与延长的荧光寿命，尤其适用于775 nm脉冲激光激发下的STED-FLIM超分辨成像。 通过该探针，不仅实现了脂滴在不同细胞状态下的动态成像，还首次捕捉到动脉粥样硬化相关模型中脂滴“聚集–融合–迁移”等动态行为。更重要的是，TPASe还能响应脂质过氧化诱导的微环境变化，进而在细胞内原位模拟病理状态，辅助分析氧化应激过程。此外，TPASe具有光敏活性，可在激发光照射下局部产生ROS（活性氧），实现从成像到干预的一体化操作，为脂质过氧化过程的精准建模提供了新思路。 综上所述，TPASe是一款集超分辨成像、高极性响应、ROS调控与脂滴靶向能力于一体的多功能探针。借助STED-FLIM联合成像平台，该研究为脂质代谢紊乱相关疾病的诊断、机制解析及药物评价提供了全新工具，有望在代谢疾病、心血管疾病等领域发挥重要作用。 论文信息 Spatiotemporal Super-Resolution Imaging of Lipid Metabolism Dynamics in Physiological/Pathological Conditions Shixian Cao, Qihang Ding, Caixia Sun, Borbala Codogno, Zhiqiang Liu, Xiaoqiang Yu, Jong Seung Kim, Kang-Nan Wang Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202502159
