衰老细胞近红外荧光探针(Senescence Near-infrared, Senescence NIR)，是一种新型的可用于体内或体外高亮度、高稳定性、高特异性、高生物安全性地检测衰老细胞(Senescent cells, SnCs)的近红外荧光探针。Senescence衰老细胞近红外荧光探针能够被衰老细胞特异性表达的β-半乳糖苷酶(β-galactosidase, β-gal)特异识别并快速酶解，产生强烈的近红外荧光信号。

本探针中国授权专利号为ZL202211569064.4，相关研究成果发表在国际衰老研究领域著名期刊Aging Cell (2023. 22(8):e13896)。

绝大多数正常细胞被认为仅具备有限的分裂能力，在停止分裂后就会逐渐进入衰老(Senescence)状态。此时细胞仍然是存活的，但细胞的基因和蛋白的表达谱发生了巨大改变。衰老细胞不能再发生有丝分裂，并且衰老细胞的细胞周期分布也比较特殊，不同于某些损伤诱导的细胞休眠(Dormancy)，也不同于细胞生长接触抑制产生的细胞静默(Quiescence)。细胞衰老被认为是生物体抑制肿瘤的一种方式，但累积的衰老细胞同时也是生物体老化(Aging)的直接原因。追踪衰老细胞通常依赖于检测衰老细胞的标记物和表型特征，如细胞周期抑制蛋白p16和p21、衰老相关分泌表型(Senescent associated secretory phenotype, SASP)和衰老相关的β-gal (Senescence-associated β-gal, SA-β-gal)。其中，SA-β-gal是最为广泛接受和使用的细胞衰老生物标志物。

Senescence衰老细胞近红外荧光探针(Senescence NIR)，又称XZ1208，CAS号为3026598-16-0，分子式为C34H29N3O9，分子量为623.62，主要由3部分结构组成：DCM (Dicyanomethylene-4H-pyran)-衍生的NIR荧光团、β-Gal残基和自裂解连接子(Self-immolative linker)。Senescence NIR进入衰老细胞后，糖苷键被细胞内β-gal快速切割断裂，随后Senescence NIR 的自裂解部分转化为亚甲基苯醌(Quinone methides, QMs)，并最终激活NIR荧光团，产生强烈的荧光信号，最大激发波长为490 nm，最大发射波长为760nm，可根据仪器的差异适当优化波长(可参照图1优化)。

本探针特异性强、灵敏度高。本探针仅染色衰老细胞，不会染色衰老前的细胞(Presenescent cells)、静止期细胞(Quiescent cells)和大部分永生细胞(Immortal cells)；本探针在非衰老细胞和年轻小鼠中几乎检测不到荧光，但在衰老细胞和老年小鼠中可以检测到显著的荧光信号。

本探针可应用于活体成像，组织穿透能力强，具有更低的本底荧光。常规的β-Gal荧光成像探针激发和发射的波长主要位于可见光范围，生物组织的吸收、散射以及自发荧光干扰导致背景信号高、组织穿透力差，限制了这些探针体内成像的应用。而本探针的发射波长位于近红外(Near-infrared, NIR)窗口，具有很好的组织穿透力、较低的背景荧光和生物损伤。

本探针稳定性好、追踪间长、工作浓度低。经测试，在多种方式诱导衰老的人胚胎肺成纤维细胞(Human embryonic lung fibroblasts, HELF)和衰老的人真皮成纤维细胞(Human dermal fibroblasts, HDF)中，本探针染色细胞后约2小时，就可以迅速被切割并产生明显的荧光，荧光信号约24小时后达到峰值，48小时仍能基本保持稳定；10μM的本探针处理HELF和HDF细胞48小时后换液，6天后细胞内仍可检测到荧光信号；低至0.5μM的本探针即可有效标记衰老细胞；在小鼠模型中，尾静脉注射低至5μM的本探针100μl，即可实现活体内实时检测衰老程度，探针在1-2小时内能被完全激活，并显示出非常强的荧光信号，标记效应可持续至少6天。

本探针生物安全性高。经测试本探针在体外和体内模型，特别是多种衰老和衰老相关疾病模型(衰老、衰老相关纤维化、创面愈合)中无明显毒性，可长期且安全地追踪衰老细胞。用高达50μM的本探针孵育HELF和HDF细胞3天，细胞活力未见影响；给小鼠注射高剂量(10μM)的本探针，并在第7天检测了血细胞组成、血浆生化指标和组织形态。结果显示，经本探针处理的小鼠各项指标与对照组均无差异。

本探针操作简单，使用方便。常规的β-gal检测法方法是基于β-gal催化X-gal (5-Bromo-4-chloro-3-indolyl β-D-galactopyranoside)生成深蓝色产物，如细胞衰老β-半乳糖苷酶染色试剂盒、溶酶体β-半乳糖苷酶染色试剂盒。细胞衰老β-半乳糖苷酶染色试剂盒方法注意事项繁多、实验器具要求高、操作相对复杂，并无法进行活细胞或活体检测。其它一些针对β-gal检测方法虽然简化了操作，使用更为便捷，但仍需要事先固定或者裂解细胞。而本探针可通过被动运输穿过细胞膜，使用时，细胞水平只需进行简单共孵育培养，小鼠模型只需进行尾静脉注射即可，操作非常简单，无需对细胞进行固定或裂解，可实时检测活细胞的衰老或活体小鼠中的衰老细胞。

本探针提供10mM溶液装和粉末装。10mM溶液装配制在DMSO中，每0.1ml可以配制约100ml Senescence NIR染色工作液(10μM)；每1mg粉末可以配制约160ml Senescence NIR染色工作液(10μM)。