张雷教授和颜金武副教授课题组近期在可同时成像两个生物标记物的双功能探针方向上取得了一系列在领域内有较大影响力的研究成果(Sens. Actuators. B Chem., 305, 127509, 2020; Sens. Actuators. B Chem., 298, 126903, 2019; Chem. Commun., 55, 2688-2691, 2019.)。该团队在已有研究基础上,开发了一种基于喹啉丙二腈的AIE荧光探针,可用于检测AD小鼠脑切片中的Aβ斑块和脂滴,并在Analytica Chimica Acta杂志上发表题目为Dual-functional AIE fluorescent probes for imaging β-amyloid plaques and lipid droplets的研究论文。华南理工大学生物科学与工程学院为第一单位,2019级硕士研究生王宇轩和2017级生物技术专业本科生邱钰泰为本论文共同第一作者。上海健康医学院孙安阳教授,我院张雷教授和颜金武副教授为本论文的共同通讯作者。(论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0003267020308126)
阿尔茨海默氏病(AD)是一种不可逆的致命的神经退行性疾病,已经影响了全球数千万人。临床表现为进行性的记忆损伤、认知下降、语言障碍、情绪不稳定以及生活自理能力的丧失,这给病人、家属及社会带了严重的精神压力和沉重的经济负担。据2018年全球失智报告数据显示,全球约有5000万失智患者,到2030年将达到8000万患者,预计2050年全球失智患者将达到1.52亿。此外,2018年全球失智报告直指全球每3秒即有1人罹患失智症,而全世界5000万失智人口中,约三分之二罹患阿尔兹海默症。
目前,AD的致病机制目前仍不清晰,药物研发困难重重,且AD的早期诊断仍然是临床挑战。AD的生物标志物的更好成像和早期诊断对于治疗干预极为重要。淀粉样蛋白级联假说及其修订版将不溶性Aβ沉积确定为AD的良好诊断生物标记。同时,早期细胞内Aβ积累可早于细胞外Aβ沉积物的形成。此外,Dr. Alois Alzheimer首次报道了AD脑中存在脂滴的证据。有研究表明,脂滴的形成可能与正反馈机制有关,导致细胞内Aβ肽水平的升高。所以脂滴与Aβ之间的相互作用在AD的发病机理中起重要作用,并且脂滴是AD潜在的早期诊断生物标记。
本研究开发的探针在插入Aβ聚集体的疏水口袋后显示出特异性的“turn-on”荧光增强,检出限低至26.9 nM。该探针随着粘度的增加显示出显着的荧光增强,由于不同发射强度和波长,可以作为同时检测Aβ斑块和粘度变化的探针。此外,该探针能够在细胞水平和转基因AD小鼠的脑切片中精准地成像Aβ斑块和脂滴。该探针可作为开发AD的早期诊断和创新疗法的有效成像工具。目前用于AD临床诊断的Aβ蛋白成像探针,只有PET放射性探针,荧光探针成像受限于其脑部穿透能力有限,未能应用与临床。近年来研究表明,视网膜的Aβ蛋白荧光成像,具有较好的临床诊断意义,这也为荧光探针在阿尔茨海默症的早期诊断和病程监控领域,提供了潜在的临床转化窗口。
本研究得到了广东省自然科学基金(2019A1515010137)、中央高校基本科研业务费(D2191260)和广东省医学科研基金(A2019029,A2018080)等项目的资助。
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