来源：iNature（ID：Plant_ihuman）
自噬降解内质网（ER-phagy）是最近发现的一种选择性自噬途径，在细胞器更新和蛋白质降解中起重要作用，但ER-自噬的生物学功能在很大程度上是未知的。
2021年10月28日，中山大学毛宗万及谭彩萍共同通讯在National Science Review（IF=17）在线发表题为“Real-time tracking of ER turnover during ERLAD by a rhenium complex via lifetime imaging”的研究论文，该研究提出了一种靶向 ER 的机金属铼Re(I) 三羰基复合物 (Re-ERLAD)，它可以在 ER 中积累，在可见光照射下诱导 ER 到溶酶体相关的降解 (ERLAD)，并标记 ER 芽并跟踪它们ER 吞噬过程中的形态学改变。
Re-ERLAD 的发射对粘度敏感，这是反映 ER 中未折叠蛋白量的关键参数。使用双光子荧光寿命成像显微镜 (TPFLIM) 进行的定量检测表明，ERLAD 期间 ER 粘度最初增加然后降低，这表明 ERLAD 是减轻未折叠蛋白引起的 ER 应力的途径。总之，该研究工作提出了 ERLAD 的第一个特定光诱导剂和跟踪器，可用于研究该过程的调控机制和功能。
内质网 (ER) 在蛋白质和脂质合成、离子稳态和细胞器通讯中起着重要作用。为了保护细胞免受内源性和外源性威胁，例如未折叠蛋白或活性氧 (ROS) ，内质网已经开发出复杂的自我调节机制。取决于所涉及的受体和底物降解，哺乳动物细胞中至少报告了三种内质网自噬亚型：宏观内质网自噬、微内质网自噬引起的内质网至溶酶体相关降解 (ERLAD) 和内质网自噬相关的 ERLAD。与 ER 相关降解 (ERAD) 相比，ERLAD 为蛋白质质量控制提供了一种无蛋白酶体降解途径，这对 ER 周转和细胞稳态至关重要。然而，目前可用于研究内质网自噬的调节机制和功能的工具非常有限，包括特定的诱导剂和显像剂。
粘度是反映细胞器功能的重要微环境因素，包括线粒体、溶酶体和内质网。粘度与细胞内扩散、分子相互作用和膜流动性密切相关，对生物相互作用和生化反应至关重要。细胞内粘度可以通过分子转子来反映，其发射被分子内旋转淬灭并随着环境粘度的增加而恢复。荧光团的寿命不取决于其浓度；然而，它对环境很敏感。使用荧光寿命成像显微镜 (FLIM)，可以高精度定量测量环境参数，例如粘度和 pH 值。通过利用其固有的亚细胞定位特性或使用靶向基团进行修饰，这些分子转子可以被用于测量亚细胞细胞器的粘度，例如线粒体 ，溶酶体和内质网。
Re-ERLAD 诱导和跟踪 ERLAD 的机制说明（图源自National Science Review）
可以诱导和用于监测特定生物过程的治疗诊断小分子具有许多优点，包括简化的操作程序和最小化试剂的交叉干扰。可以以可控方式揭示生物现象的光触发治疗诊断试剂特别有吸引力。过渡金属配合物作为抗肿瘤剂或生物探针被广泛研究。在这些配合物中，三羰基铼配合物显示出显著的抗癌活性和荧光特性，使其成为合适的候选治疗诊断物质。
迄今为止，在亚细胞水平监测动态周转行为的报道很少，这对于维持细胞稳态尤为重要。在这项工作中，该研究将分子转子 BODIPY连接到有机金属铼三羰基部分，以产生具有粘度敏感发射特性和寿命的 ER 靶向光疗剂（Re-ERLAD）。由于重原子效应，铼部分与 BODIPY 的连接改变了其细胞定位，并显著增加了其在辐照时产生单线态氧 (1O2) 的能力。
Re-ERLAD 可以在光引发时诱导 ERLAD，特别是对 ER 芽（ERLAD 期间形成的特殊微结构）进行成像，并通过双光子荧光寿命成像显微镜 (TPFLIM) 定量跟踪 ER 吞噬过程中 ER 芽中的粘度参数。光激活特性使 Re-ERLAD 比以前报道的治疗诊断剂更可控和更广泛适用，因为它可以用作一个简单的探针来测量由其他刺激引发的 ER 粘度的变化。总体而言，该研究在此展示了关于 ERLAD 的特定光诱导剂和粘度跟踪器的第一份报告，该报告显示了 ER 周转期间微环境的动态变化。
参考消息：
https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwab194/6413567
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