[发明专利]一组用于同时显示活细胞核构造与细胞整体的荧光探针

说明书

本发明公开了一组用于同时显示活细胞中细胞核构造与细胞整体形态的荧光探针，该组荧光探针包括化学结构如(Ⅰ)所示的广义RNA荧光探针，化学结构如(II)所示的细胞核荧光探针和化学结构如(III)所示的细胞膜荧光探针。本发明还公开了该组荧光探针在标记或显示细胞整体形态、特别是在标记或显示包括核仁分布在内的细胞核构造方面的应用。实验证实：本发明的探针具有适用范围广，膜通透性好，细胞毒性低，能同时成像细胞核、细胞核仁、细胞质、细胞质膜的特点，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一组辨别活细胞形态的荧光探针，尤其涉及一组用于同时显示活细胞中细胞核构造与细胞整体形态的荧光探针。

背景技术

细胞核构造，染色体和其他的细胞核组件的空间分布，为编程和调节在细胞核内进行的各种功能过程提供了基本框架。大量研究发现，同正常的细胞相比，癌细胞的细胞核构造完全不同。而且在肿瘤细胞的各种形态变化中，细胞核构造的变化最具医学诊断价值。例如，Beale,L.S在病患脱落的咽癌细胞中发现并观测到了细胞核尺寸和形状的变化。

最近，癌症细胞中核仁的变化越来越引起了医学界的高度重视。癌症细胞中不仅是细胞核的尺寸和形状发生变化，其核仁的大小、形状和数量也发生了特征性的变化。可以确定，核仁增大是癌细胞的普遍特征。具体的，巨大核仁已成为大细胞肺癌与Hodgkin病的一个重要诊断依据；前列腺上皮内瘤细胞中也有大尺寸核仁现象；相反的也有：超小尺寸核仁则是宫颈上皮内瘤病变和小细胞退行发育肺癌的一个诊断依据。但目前在活性组织切片中观测细胞核构造的变化仍然是癌症诊断的“金标准”。表1中汇总了与癌症关联的细胞核构造变化及细胞核仁的变化特征。

表1与癌症相关联的细胞核构造改变及核仁变化

基于鉴别细胞核的尺寸和形状发生变化及核仁的大小、形状和数量的重要性，开发能够显示细胞核构造的荧光探针具有巨大的生物学与医学价值。

同细胞核构造一样，细胞整体形态也具有重要的生物学意义。所有的生物都是由细胞组成的，不同生物体的细胞具有不同的形态，且差异巨大。鸟类蛋的最大直径近10厘米(鸵鸟蛋)，人眼可见；原始细菌的直径只有0.1微米，要用高倍显微镜才能看到；大多数细胞的直径是10-100微米，用低倍显微镜就能看到。同一生物体的相同组织中的细胞也大小不一。处在不同发育阶段的同一种细胞形态也会发生改变。如发生凋亡的细胞体积会变小、变形、细胞凋亡晚期可见凋亡小体。细胞坏死的最终结果虽然与凋亡极为相似，但在过程中的形态表现却有很大差别，与凋亡过程中细胞体积收缩相反，表现为细胞胀大，胞膜破裂，细胞内容物外溢。而且细胞整体形态与疾病关系密切。例如，镰状贫血病变细胞形态变化巨大。因此开发能够显示活细胞整体形态的探针也具有重要生物学与医学价值。

综上所述，如能在观测活性细胞时，同时给出细胞核构造与细胞整体形态的信息，则对生物学与医学研究有非常重要的意义。苏木素/伊红染色剂既能成像显示细胞整体形态的细胞浆，又能显示细胞核构造，成为目前广泛应用的病理(癌症)诊断试剂，并在宫颈癌的早期诊断及预防中获得了巨大成功，但是其存在难以鉴别的良性疾病与癌症、增生性病变与癌症、异型增生与癌症等诊断学问题。基于此，开发用于同时显示包括核仁在内的活细胞中细胞核精细构造与细胞整体形态的一组荧光探针意义重大。

经检索，能够满足同时显示活性细胞中细胞核构造(包括成像核仁)与细胞整体形态的荧光探针尚无任何报道。这类荧光试剂的缺乏已经限制了生物学研究、疾病诊断、病理研究和药物开发，亟待解决。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一组用于同时显示活细胞中细胞核构造与细胞整体形态的荧光探针。