煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH/NAD+)及其磷酸化形式(NADPH/NADP+)，作為生物體內(nèi)兩對最重要的輔酶和核心代謝物，常被用作評價細(xì)胞代謝狀態(tài)的關(guān)鍵指標(biāo)，與癌癥、糖尿病、肥胖癥、心腦血管疾病、神經(jīng)退行性疾病等的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。NADH和NADPH的熒光光譜相似，但是二者的生理功能卻顯著不同。NADH主要參與物質(zhì)能量代謝，NADPH主要參與合成代謝和抗氧化，傳統(tǒng)的自發(fā)熒光分析方法難以區(qū)分這兩種小分子。

　　生物反應(yīng)器工程國家重點實驗室(華東理工大學(xué))楊弋教授、趙玉政研究員研究團(tuán)隊與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)劉海燕教授合作，在前期研究基礎(chǔ)上，通過對底物結(jié)合蛋白的理性設(shè)計和改造，開發(fā)了一系列特異性檢測NADPH的高性能遺傳編碼熒光探針iNap，實現(xiàn)了活體、活細(xì)胞及各種亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中對NADPH代謝的高時空分辨檢測與成像。利用iNap，研究團(tuán)隊精確測定了癌細(xì)胞內(nèi)不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的NADPH，發(fā)現(xiàn)其受NAD激酶和葡萄糖-6-磷酸脫氫酶G6PD活性調(diào)節(jié)，證明氧化應(yīng)激時癌細(xì)胞內(nèi)NADPH代謝受葡萄糖的動態(tài)調(diào)節(jié)。基于大量數(shù)據(jù)分析，研究團(tuán)隊提出了哺乳動物細(xì)胞有很強的維持NADPH穩(wěn)態(tài)的能力的觀點。此外，iNap還揭示了NADPH代謝與巨噬細(xì)胞免疫激活以及機(jī)體創(chuàng)傷反應(yīng)密切相關(guān)。細(xì)胞代謝熒光探針iNap，不僅可應(yīng)用于抗氧化、AMPK、脂肪酸合成等代謝途徑與通路分析，還可用于衰老及相關(guān)疾病創(chuàng)新藥物的發(fā)現(xiàn)。

　　相關(guān)成果于2017年6月5日以“研究長文”的形式在Nature Methods上發(fā)表。