帕金森综合征是由于黑质多巴胺能神经元的丢失而导致的许多病理性特征,如细胞内氧化应激氛围、线粒体的功能障碍和神经递质的释放紊乱等。这些问题严重影响了神经细胞的正常状态和功能,全世界约有四百万人罹患帕金森综合征,因此帕金森综合征的检测与治疗受到了越来越广泛的关注。本文基于一些疾病细胞的特殊状态,设计了一种新型的探针分子用于细胞缺氧环境下硝基还原酶的检测;合成了一系列有谷胱甘肽响应能力的脂质体,实现了蛋白质的可控释放及利用基因编辑技术对神经细胞进行调控,并实现了神经递质释放的电信号记录。从而对监控及治疗罹患帕金森综合征提供了一些参考信息。具体工作如下:1)神经细胞内硝基还原酶的检测与成像:还原酶是缺氧条件下细胞内重要的检测标志物。由于小分子荧光探针高灵敏性和高时空分辨率的特点,越来越多地被用于硝基还原酶检测与成像。因此,我们通过将对硝基苄基基团引入到磺酰基苯并恶二唑(SBD)荧光母体上,合成出一种新型比率型荧光探针分子。基于分子内电荷转移的机理,探针分子与硝基还原酶反应后,荧光发生红移,从而实现对硝基还原酶的特异性检测。该探针展现了较高的灵敏性,专一性和生物兼容性,并被用于对细胞内不同程度硝基还原酶的成像。2)谷胱甘肽响应性阳离子脂质体在神经细胞内的蛋白质靶向输送研究:蛋白质在哺乳动物细胞内的高效输送是蛋白治疗发展的重要挑战。越来越多的研究报道使用生物可降解的脂质体纳米颗粒作为蛋白质输送载体。因此,我们设计、合成出一系列具有谷胱甘肽特殊响应的阳离子脂质体,实现了对模型蛋白皂草素的细胞质输送,并对其谷胱甘肽响应性进行了验证。这种阳离子脂质体可被用来实现疾病细胞内治疗性蛋白的靶向输送。3)基于CRISPR/Cas9技术的神经细胞基因编辑研究:突触囊泡是神经元间信号传递的重要参与者。了解神经递质和神经紊乱下递质释放的情况对认识帕金森疾病具有重要的意义。因此,我们利用CRISPR/Cas9技术实现对神经细胞内外源性基因位点的基因编辑,分别在细胞和活体层次对基因编辑后的效果进行了验证。并进一步使用膜片钳技术对单细胞递质释放的电化学信号进行了记录。为实现该技术对神经细胞内递质释放相关蛋白基因位点的编辑和对帕金森疾病模型中神经递质释放的研究打下了一定的基础。