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，常被用作評價細胞代謝狀態(tài)的關鍵指標，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。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。

　　生物反應器工程國家重點實驗室(華東理工大學)楊弋教授、趙玉政研究員研究團隊與中國科學技術(shù)大學劉海燕教授合作，在前期研究基礎上，通過對底物結(jié)合蛋白的理性設計和改造，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、活細胞及各種亞細胞結(jié)構(gòu)中對NADPH代謝的高時空分辨檢測與成像。利用iNap，研究團隊精確測定了癌細胞內(nèi)不同亞細胞結(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)，證明氧化應激時癌細胞內(nèi)NADPH代謝受葡萄糖的動態(tài)調(diào)節(jié)?；诖罅繑?shù)據(jù)分析，研究團隊提出了哺乳動物細胞有很強的維持NADPH穩(wěn)態(tài)的能力的觀點。此外，iNap還揭示了NADPH代謝與巨噬細胞免疫激活以及機體創(chuàng)傷反應密切相關。細胞代謝熒光探針iNap，不僅可應用于抗氧化、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疾病創(chuàng)新藥物的發(fā)現(xiàn)。

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