【摘要】：阿爾茨海默癥(簡稱AD)是一種神經退行性疾病。多發(fā)于老年人群,表現為記憶障礙、認知困難以及性格和行為改變等,是老年癡呆中最主要的一種。隨著社會老齡化越來越嚴重,該病發(fā)病率呈逐年增長狀態(tài)。然而,目前并沒有有效手段來治療AD,FDA批準的上市AD藥物并無法真正治療AD或逆轉AD的病程,僅能改善AD的癥狀。因此,早期診斷和預防仍然是控制AD的關鍵。阿爾茨海默癥的發(fā)病機制尚不明確,在學者們提出的多種假說中,β-淀粉樣蛋白沉積假說被廣泛認可。該假說認為,在AD發(fā)生的早期,β-淀粉樣蛋白(Aβ蛋白)不斷沉積形成β-淀粉樣斑塊(Aβ斑塊),這些斑塊會導致氧化應激、炎癥等,從而導致神經元退化和丟失。由于淀粉樣斑塊在相關癥狀出現前20-30年就已經在腦部形成,因此β-淀粉樣斑塊被認為是AD的標記蛋白。針對Aβ斑塊設計和開發(fā)一系列的小分子探針對其進行成像,對于疾病的早期診斷和預防有重要意義,同時也能夠為進一步研究AD的病理過程提供工具。目前,Aβ斑塊的分子成像有以下幾種:正電子發(fā)射斷層成像(PET)、磁共振成像(MRI)、單光子發(fā)射計算機斷層現象(SPECT)和近紅外熒光成像(NIRF)。雖然目前MRI成像和PET/SPECT成像已經在臨床用于AD的診斷,但是相比之下,近紅外熒光(NIRF)成像具有以下優(yōu)點:(1)靈敏度高,微弱的信號也能檢測到;(2)無需耗時,信號采集能夠實現實時成像;(3)無需昂貴的儀器設備,無需技術高超的操作人員;(4)近紅外在生物組織中穿透力強且背景干擾非常低。以上優(yōu)點使得近紅外熒光成像非常適用于生物體內Aβ斑塊的檢測,實現對AD的診斷。因此設計合成能夠用于生物體內的Aβ斑塊近紅外熒光探針,實現AD的早期診斷,具有重要的意義。本論文在文獻調研的基礎上,設計合成了三個系列的Aβ斑塊近紅外熒光探針,并且通過體外評價和動物活體成像實驗對其進行了評價。本論文的內容主要包括:(1)通過對近紅外花青熒光染料的修飾改造,設計合成了七個部花青類探針,并對其進行了結構表征和生物活性評價。探針的熒光發(fā)射波長基本都能達到近紅外區(qū)域(650—900 nm),這是利用花青類染料結構進行改造的優(yōu)勢之一。從中篩選獲得了一個對Aβ斑塊有特異響應的近紅外熒光探針MC-1,其熒光發(fā)射波長為695 nm。該探針與Aβ斑塊結合之后熒光發(fā)生了增強(28倍),并且該探針對其他生物體內常見蛋白無響應或響應低,表現出高特異性。通過小鼠活體成像實驗表明,該探針在AD模型小鼠與正常小鼠的腦部表現出了不同熒光信號強度以及清除速率。對該探針的體外與體內的評價結果顯示,該探針具有應用于Aβ斑塊體內成像的潛力。這是第一次將部花青類染料改造成Aβ斑塊近紅外熒光探針,為以后的部花青類熒光探針在阿爾茨海默癥領域的研究打開了大門。(2)基于二腈基異佛爾酮的結構,設計合成了三個二腈基異佛爾酮類探針,并對其進行了結構表征和生物活性評價。在這三個探針中篩選獲得了一個對Aβ有特異響應的近紅外熒光探針Z1,其熒光發(fā)射波長為675 nm,發(fā)射波長符合近紅外范圍的要求。該探針在體外和體內實驗中,該探針對Aβ斑塊具有高特異性,能夠有效地穿透血腦屏障,與腦中的Aβ斑塊結合后發(fā)生熒光增強,并且具有合適的腦中清除率較。這些結果都顯示該探針具有應用于體內成像的潛力。(3)設計合成了兩個苯并惡二唑類探針,并對其進行了結構表征。然而,該類探針并未達到預期目標,這一系列探針的結構改造和性能優(yōu)化仍在進行中。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O657.3;R749.16
【圖文】：

華南理工大學碩士學位論文除的可溶性肽段 -APPs 和 C83 肽，這一途徑并不會產生 -淀粉樣蛋白。但是在特定條件下，APP 被 -分泌酶水解成可溶性肽段 -APPs 和 C99 肽，C99 肽會被 -分泌酶的催化水解下產生 A 單體，A 單體在腦中不斷聚集從而形成 A 斑塊，繼而引起神經炎癥、氧化應激等，導致神經元缺失。APP 經 -分泌酶和 -分泌酶水解時，由于 -分泌酶切割位點的不同產生了兩種 A ，分別為 A1-42和 A1-40。盡管這兩者只有兩個氨基酸之差，但其生物功能卻又顯著差別，A1-42的神經毒性更大且自聚性更強[12, 13]。

24圖 2-3 探針 MC-1~MC-7 加入 A 聚集體前后熒光變化圖Fig. 2-3 Fluorescent Spectrum of MC-1~MC-7 in the Presence andAbsence ofA aggreg2.3.4 在人工腦脊液中探針的活性由于 MC-1 在體外表現出了優(yōu)異的性能，因此進一步測試了探針 MC-1 在人工腦液（ACSF）中的活性。其結果如圖 2-4 所示。下圖結果可以看出該探針在人工腦脊液中對 A 聚集體的響應也非常明顯，表明

華南理工大學碩士學位論文表 2-4 MC-1 與 IR-780 的 ADMET 計算結果Table 2-4 ADMET Studies of MC-1 and IR-780Compounds BBB Absorption Solubility Hepatotoxicity CYP2D6 PPB AlogP98 PSA_2DMC-1 0 0 1 0 0 2 5.2920 49.222IR-780 4 3 0 1 0 2 7.8570 3.3520

【參考文獻】

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1 陳剛;曹雯煒;俞羚;糜建華;Dubois B;Feldman HH;Jacova C;Hampel H;Molinuevo JL;Blennow K;DeK osky ST;Gauthier S;Selkoe D;Bateman R;Cappa S;Crutch S;Engelborghs S;Frisoni GB;Fox NC;Galasko D;Habert MO;Jicha GA;Nordberg A;Pasquier F;Rabinovici G;Robert P;Rowe C;Salloway S;Sarazin M;Epelbaum S;de Souza LC;Vellas B;Visser PJ;Schneider L;Stern Y;Scheltens P;Cummings JL;;最新AD研究用診斷標準:IWG-2標準[J];神經病學與神經康復學雜志;2014年03期

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1 張超;近紅外熒光探針I(yè)R-780碘化物用于干細胞標記和在體成像的實驗研究[D];第三軍醫(yī)大學;2010年

本文編號：2775225