[發明專利]用于使神經干細胞的對稱和不對稱分裂可視化的熒光化學染料

無效

• 申請號: 201380056579.7
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN104781246A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 張榮太;尹盛郁;河炯鎬
• 申請（專利權）人: 新加坡國立大學;新加坡科技研究局
• 主分類號: C07D311/90
• 分類號: C07D311/90;C12Q1/25;C12Q1/68;G01N21/64
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 鄭斌;彭鯤鵬

相關申請

本申請要求于2012年10月29日提交的美國臨時申請No.61/719,587的權益。上述申請的全部教導通過引用并入本文。

背景技術

雖然神經干細胞的對稱和不對稱分裂是作為腦發育之基礎的基本機制，但是這些細胞分裂的實時研究仍然非常困難。神經干細胞對稱分裂以增殖或者不對稱分裂以分化。形態學上，這兩種類型的分裂是不可區分的。

小鼠神經球模型系統使得能夠進行哺乳動物腦發育研究和神經元疾病研究。通過使用可進行基因操縱以表達與一些細胞命運決定子融合的熒光蛋白質的線蟲和果蠅細胞，活體成像已用于使不同類型的細胞分裂可視化。一些研究通過研究表達熒光蛋白質之細胞的位置和移動示出了小鼠和斑馬魚腦中不同類型的神經干細胞分裂。然而，由于缺乏適當的標記物和工具，脊椎動物細胞在細胞培養物中的連續對稱和不對稱分裂的成像是不可能的。

因此，需要可應用于培養細胞并通過例如熒光顯微鏡實時可視化的化學染料。這樣的染料在研究干細胞發育和鑒定可調控神經細胞命運以用于再生醫學的藥物方面是非常有用的。

發明概述

本文中描述了對神經干細胞具有特異性的熒光rosamine染料。本文中還描述了所述熒光rosamine染料的合成以及所述熒光rosamine染料對神經干細胞的對稱和不對稱分裂進行實時光學成像的應用。熒光rosamine染料由結構式(I)表示：

其中X陰離子。

本文中還提供了檢測樣品中的神經干細胞的方法，所述方法包括：在如果神經干細胞存在時足以使結構式(I)化合物能夠標記神經干細胞的條件下使可能包含神經干細胞的樣品與結構式(I)化合物相接觸；以及檢測由結構式(I)化合物發射的信號，從而在如果神經干細胞存在時檢測樣品中的神經干細胞。

本文中還提供了檢測神經干細胞分裂成第一子細胞和第二子細胞的對稱和不對稱分裂的方法，所述方法包括：在足以使結構式(I)化合物能夠標記神經干細胞的條件下使包含神經干細胞的樣品與結構式(I)化合物相接觸；使神經干細胞分裂成第一子細胞和第二子細胞；以及檢測第一子細胞和第二子細胞中由結構式(I)化合物發射的信號，其中第一和第二子細胞中近似相等強度的信號指示對稱分裂，并且第一子細胞中存在與第二子細胞相比顯著更強的信號指示對稱分裂，從而檢測神經干細胞分裂成第一子細胞和第二子細胞的對稱和不對稱分裂。

本文中還提供了鑒定抑制神經干細胞分化的化合物的方法，所述方法包括：在足以使結構式(I)化合物能夠標記神經干細胞的條件下使包含神經干細胞的樣品與結構式(I)化合物和可能抑制神經干細胞分化的化合物相接觸；在足以使未與可能抑制神經干細胞分化的化合物相接觸的神經干細胞分裂成第一子細胞和第二子細胞的條件下孵育神經干細胞；以及檢測由結構式(I)化合物發射的信號，其中經可能抑制神經干細胞分化的化合物處理的樣品中信號與對照信號相比顯著更大的強度指示抑制神經干細胞分化，從而鑒定抑制神經干細胞分化的化合物。

本文中還提供了鑒定抑制或刺激神經干細胞分化的化合物的方法，所述方法包括：在足以使結構式(I)化合物能夠標記神經干細胞的條件下使包含神經干細胞的第一樣品與結構式(I)化合物和可能抑制或刺激神經干細胞分化的化合物相接觸；在足以使未與可能抑制或刺激神經干細胞分化的化合物相接觸的第二樣品中的神經干細胞分裂成至少第一子細胞和第二子細胞的條件下孵育神經干細胞；以及在如果由結構式(I)化合物發射的信號存在時檢測第一和第二樣品中的細胞中由結構式(I)化合物發射的信號，其中第一樣品中的細胞數顯著不同于第二樣品的信號指示抑制或刺激神經干細胞分化，從而鑒定抑制或刺激神經干細胞分化的化合物。

結構式(I)化合物對小鼠神經球中不同的神經干細胞群染色，所述神經球是處于不同分化階段的異質細胞簇。結構式(I)化合物對這種不同的神經干細胞群的特異性可被開發用于檢測未分化的神經干細胞并通過例如時移單細胞成像(time?lapse?single?cell?imaging)使對稱和不對稱細胞分裂兩者可視化。分裂細胞中染料的均勻分布指示對稱細胞分裂，而分裂細胞中染料的不均勻分布指示不對稱細胞分裂。