在国家自然科学基金严重研讨方案、国家杰出青年科学基金项目和面上项意图赞助下，华东理工大学杨弋教授团队开发了一系列特异性检测复原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)的高性能遗传编码荧光探针iNap，相关研讨成果以“Genetically encoded fluorescent sensors reveal dynamic regulation of NADPH metabolism”(遗传编码的荧光探针提醒NADPH代谢的动态调理)为题于2017年6月5日以“研讨长文”的方式在线宣布在Nature Methods，2017年7月28日正式注销。陶荣坤博士、赵玉政研讨员和初环宇博士为一起榜首作者。华东理工大学杨弋教授和中国科学技术大学刘海燕教授为文章的一起通讯作者。
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH/NAD+)及其磷酸化方式(NADPH/NADP+)，作为生物体内两对最重要的辅酶和中心代谢物，常被用作病入膏肓细胞代谢状况的要害目标，与变老及相关疾病如癌症、糖尿病、肥胖症、心脑血管疾病、神经性退行性疾病等的产生开展严密相关。长久以来，细胞代谢的检测首要依靠酶学、色谱、质谱等，这一些办法不只破坏了细胞或生物体的完整性，更难以应用于高通量挑选。未处理这一重要科学难题，2011年，杨弋教授团队使用组成生物学办法开发了一系列遗传编码的NADH荧光探针，完成了在活细胞及各种亚细胞结构中对NADH分子的实时动态、特异性的检测与成像(Cell Metabolism, 2011, 14, 555)。2015年，该团队又报导了可一起检测NAD+，NADH及其比率的第二代细胞代谢荧光探针NADH氧化复原比率探针(SoNar)，像火眼金睛相同，可察觉到癌细胞与正常细胞的微细代谢差异(Cell Metabolism, 2015, 21, 777)。并进一步建立了细胞代谢荧光探针在单细胞、活体动物成像及高通量药物挑选方面的体系研讨办法(Nature Protocols, 2016, 11, 1345)。
NADH和NADPH的荧光光谱类似，可是二者的生理功能却明显不同。NADH首要参加物质能量代谢，而NADPH首要参加组成代谢以及抗氧化，传统的自发荧光剖析办法很难区别这两种小分子。该研讨团队在第二代NADH荧光探针SoNar的基础上，经过对底物结合蛋白的理性规划和改造，开发了一系列高性能遗传编码荧光探针iNap，特异性检测NADPH，完成了在活体、活细胞及各种亚细胞结构中对NADPH代谢的高时空分辩检测与成像。该研讨初次报导了癌细胞内不同亚细胞结构中游离的NADPH水平，发现了氧化应激时癌细胞内NADPH代谢受葡萄糖水平动态调理。研讨团队也进一步发现人体内源性类固醇激素DHEA经过按捺G6PD活性和激活AMPK活性，对NADPH代谢完成双向调理效果。鉴于AMPK信号通路在变老、糖尿病、肥胖症以及癌症中的重要人物，这一研讨结果有望破解DHEA作为一种药物和膳食弥补剂在这些疾病方面发挥出的有利效果。NADPH作为细胞内的复原力，在生理或病理条件下发挥重要人物。该研讨报导的细胞代谢荧光探针iNap，不只可应用于抗氧化、AMPK、脂肪酸组成等代谢途径与通路剖析，也可用于变老及相关疾病立异药物的发现。
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