活性氧（ROS）的过量产生是细胞损伤和多种病理过程的核心驱动因素，而线粒体作为细胞能量代谢的中心，是超氧化物的主要来源。MitoSOX Red（红色线粒体超氧化物荧光探针，AbMole，M19992）是一种靶向线粒体的特异性荧光探针，MitoSOX Red的设计是基于二氢乙啶（DHE）骨架与三苯基膦阳离子，其中三苯基膦阳离子赋予了该染料线粒靶向聚集能力，DHE则负责检测超氧化物[1]。MitoSOX Red（CAS No.：1003197-00-9）进入线粒体后，能被超氧化物特异性氧化为氧化乙啶，产生强烈的红色荧光（激发/发射波长约为510/580 nm），该反应对超氧化物具有高度选择性，不易被其他ROS（如过氧化氢、羟自由基）或活性氮（RNS）干扰[1]。MitoSOX Red（红色线粒体超氧化物荧光探针，AbMole，M19992）的荧光强度与线粒体超氧化物水平呈正相关，可通过流式细胞术、共聚焦显微镜或酶标仪进行定量检测。
MitoSOX Red（红色线粒体超氧化物荧光探针，AbMole，M19992）在多种细胞模型中的检测灵敏度已得到充分验证：在RAW264.7巨噬细胞中，LPS（脂多糖）刺激细胞30分钟，随后用5 μM的MitoSOX Red孵育10分钟即可获得清晰的荧光信号；HepG2细胞经H₂O₂（100–500 μM）或棕榈酸（200 μM）处理后，MitoSOX Red的荧光强度显著增加，且该信号可被线粒体靶向抗氧化剂MitoTEMPO 显著抑制[2]。在SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞中，MPP⁺ （1-methyl-4-phenylpyridinium，一种帕金森病造模剂）处理细胞后，MitoSOX Red荧光信号增强，并且线粒体膜电位出现去极化的情况，提示上述细胞存在氧化应激，并因此导致线粒体功能障碍[3]。原代心肌细胞中，缺氧/复氧处理后MitoSOX Red荧光强度升高，且与caspase-3激活和细胞凋亡呈正相关[4]。
MitoSOX Red（红色线粒体超氧化物荧光探针，AbMole，M19992）（CAS No.：1003197-00-9）同样可用于动物组织切片的检测。通过灌流或组织切片孵育MitoSOX Red（5–20 μM，30分钟）实现线粒体超氧化物的原位检测，并且已应用于小鼠脑缺血模型、糖尿病肾病模型及衰老模型中线粒体氧化应激水平的评估[5]。与常规ROS探针相比，MitoSOX Red的线粒体靶向性和超氧化物特异性使其在线粒体氧化还原状态研究中具有不可替代的优势。
参考文献及鸣谢
[1] Robinson, K. M.; Janes, M. S.; Pehar, M.; et al. Selective fluorescent imaging of superoxide in vivo using ethidium-based probes. Proceedings of the National Academy of Sciences 2006, 103 (41), 15038–15043.
[2] Mukhopadhyay, P.; Rajesh, M.; Yoshihiro, K.; et al. Simple quantitative detection of mitochondrial superoxide production in live cells. Biochemical and Biophysical Research Communications 2007, 358 (1), 203–208.
[3] Dikalov, S. I.; Harrison, D. G. Methods for detection of mitochondrial and cellular reactive oxygen species. Antioxidants & Redox Signaling 2014, 20 (2), 372–382.
[4] Zielonka, J.; Kalyanaraman, B. Hydroethidine- and MitoSOX-derived red fluorescence is not a reliable indicator of intracellular superoxide formation: another inconvenient truth. Free Radical Biology and Medicine 2010, 48 (8), 983–1001.
[5] Zielonka, J.; Sarna, T.; Roberts, J. E.; et al. Pulse radiolysis and steady-state analyses of the reaction between hydroethidine and superoxide and other oxidants. Archives of Biochemistry and Biophysics 2006, 456 (1), 39–47.
