线粒体膜电位荧光探针在Leber遗传性视神经病变（LHON）模型研究中，是评估线粒体功能损伤的关键工具，其应用主要围绕疾病特征性的线粒体功能异常展开，具体体现在以下几个方面：

一、直观反映LHON模型中线粒体膜电位的改变

LHON的核心病理机制是线粒体 DNA（mtDNA）突变（如常见的 G11778A、T14484C、G3460A）导致呼吸链复合体Ⅰ功能缺陷，进而引发线粒体膜电位（ΔΨm）下降 —— 这是线粒体能量代谢障碍的早期标志。线粒体膜电位荧光探针可通过荧光信号的变化，直接捕捉这一特征性改变：

常用探针如JC-1、TMRE、TMRM等，其荧光特性与膜电位紧密相关，例如，JC-1在高膜电位下聚集成红色荧光团，低膜电位下以单体形式发出绿色荧光，通过红/绿荧光强度比值可量化膜电位水平。在LHON细胞模型（如携带突变 mtDNA 的视网膜神经节细胞 RGCs）或动物模型中，探针荧光信号的偏移（红色减弱、绿色增强）能直观证实突变导致的膜电位 depolarization，为LHON的线粒体功能损伤提供直接证据。

与传统的 ATP 检测、呼吸链活性测定相比，线粒体膜电位荧光探针可实现单细胞水平的实时动态监测，更精准地反映 RGCs 等易损细胞的线粒体膜电位异质性 —— 这对理解LHON中 “特定细胞类型优先受累” 的现象具有重要意义。

二、用于评估疾病进展与处理干预效果

在LHON模型中，线粒体膜电位的下降程度与细胞凋亡、视神经退化的进程密切相关，荧光探针可作为疾病进展的“生物标志物”及处理效果的评估工具：

疾病进程追踪：在LHON小鼠模型中，通过定期检测视网膜组织中探针的荧光变化，可动态观察膜电位从正常到逐步下降的过程，结合RGCs的数量变化，明确线粒体功能损伤与细胞死亡的时序关系，为解析疾病进展机制提供数据支持。

处理干预评价：针对LHON的潜在处理手段（如抗氧化剂、线粒体保护剂、基因编辑技术），可通过荧光探针检测干预后膜电位的恢复情况，快速判断处理是否改善线粒体功能。例如，若某药物处理后，模型细胞的 JC-1 红色荧光增强、绿/红比值降低，提示其可能通过稳定膜电位发挥保护作用，为后续的体内实验提供筛选依据。

三、揭示LHON线粒体功能异常的分子机制

荧光探针结合共聚焦显微镜、流式细胞术等技术，可深入探索 LHON 中膜电位异常与其他线粒体病理的关联：

例如，通过将线粒体膜电位探针与活性氧（ROS）探针（如 DCFH-DA）共染，可观察到LHON模型中膜电位下降与ROS升高的同步性，证实 “膜电位崩溃 - ROS 爆发” 的恶性循环在疾病中的作用；

结合线粒体形态学染色（如 Mitotracker），可分析膜电位异常是否伴随线粒体碎片化（融合/分裂失衡），从而构建“mtDNA 突变→复合体Ⅰ缺陷→膜电位下降→线粒体形态/功能恶化”的完整病理链条。

四、应用中的注意事项

在LHON模型研究中使用线粒体膜电位荧光探针时，需注意实验条件的标准化：

探针浓度和孵育时间需优化，避免过高浓度导致的细胞毒性或荧光淬灭；

检测需在避光条件下进行，且尽量缩短操作时间，减少荧光信号的自然衰减；

需设置阴性对照（如用CCCP处理的细胞，人为诱导膜电位崩溃）和阳性对照（正常细胞），确保结果的可靠性。

线粒体膜电位荧光探针通过可视化和量化LHON模型中的线粒体功能异常，为疾病机制研究、使用效果评估提供了高效且直观的工具，是LHON基础与转化研究中不可或缺的技术手段。

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