En del av immunförsvaret i hjärnan består av så kallade mikrogliaceller. Koreanska och singaporeanska forskare har nu utvecklat en fluorescerande sond som specifikt märker denna typ av makrofager. Cellerna visualiserades i cellkultur och i levande hjärnor hos gnagare. Som beskrivs i journalen Angewandte Chemie , en genprodukt uttryckt i mikroglia triggar sonden till ett fluorescerande tillstånd, som detekteras genom levande cellfluorescensavbildning.

Detektering och spårning av celltyper i levande cellvävnad bygger vanligtvis på lämpliga immunfärgningsmetoder. Dessa metoder involverar utveckling av antikroppar som känner igen cellspecifika proteiner, och sedan detektera antikropparna genom fästa fluorescerande färgämnen. Dock, direktfärgningsmetoder med fluorescerande prober skulle klara sig utan dyr antikroppsproduktion. Därför, Young-Tae Chang vid Pohang University of Science and Technology, Korea, och kollegor utvecklade en mikroglia-selektiv fluorogen sond. Dessutom, eftersom dess fluorescens induceras genom genuttryck, denna sond kan vara användbar för upptäckt och undersökning av utvecklande neurala sjukdomar.

För att upptäcka den fluorogena sonden, forskarna screenade ett bibliotek av derivat av en lovande kandidatförening för deras mikrogliabindningsförmåga. Den bästa sonden som identifierades hette CDr20, som står för "cellbeteckning röd 20", och den kände selektivt igen mikroglia i hjärnvävnad.

Den molekylära basen för denna igenkänning studerades också. Den fluorogena sonden innehåller en aromatisk styrylkomponent, som är funktionaliserad med en hydroxigrupp. Utan denna funktion, bindningen var inte specifik och ingen fluorescenssignal detekterades. Senare, forskarna letade efter det exakta målet för sonden. Genetiska studier visade att genuttryck av ett protein som kallas Ugt1a7c var kopplat till fluorescenssignalering; Således, det var tydligt att enzymatisk aktivitet av detta protein inducerade fluorescensen.

Forskarna fann att Ugt1a7c-proteinet katalyserade kopplingen av CDr20 med en glukuronsyradel, och endast med denna enhet ansluten fluorescerade CDr20. Ugt1a7c-genen tillhör Ugt-genfamiljen av enzymer, och författarna noterar att, "intressant, i Ugt-genfamiljen, Ugt1a7c-genen var den enda medlemmen berikad i mikroglia." Detta skulle förklara den specifika märkningen:mikroglia uttrycker Ugt1a7c-enzymet, som lägger till en glukuronosylgrupp till den fenoliska delen av CDr20, och sätter på fluorescensen.

Selektiv mikrogliamärkning och avbildning fungerade också i levande hjärnor. Forskarna observerade cellspecifik fluorescens när de inkuberade ett helt musembryo med sonden, eller när de injicerade CDr20-sonden i en mus efter systemisk inflammation. Microglia är de främsta immunsvaren mot infektioner i hjärnan.

Flera neurala störningar, inklusive Alzheimers sjukdom och stroke, kan kopplas till inflammatoriska processer. Därför, den nya fluorogena sonden kan vara en användbar metod för att upptäcka utveckling av mikroglia i hjärnor.