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港中深唐本忠院士/河大師冰洋教授/王杰菲副教授 Angew:新型近紅外AIE用于阿爾茨海默癥的體內(nèi)診療一體化
2022-11-12  來源:高分子科技

  阿爾茨海默病(AD)是一種最常見的神經(jīng)退行性疾病,β-淀粉樣蛋白(Aβ)斑塊的沉積是AD的關(guān)鍵病理特征,導(dǎo)致嚴(yán)重的神經(jīng)毒性及認(rèn)知、行為障礙。至今仍缺少有效的體內(nèi)檢測探針及逆轉(zhuǎn)該疾病的藥物。


  香港中文大學(xué)(深圳)的唐本忠院士、河南大學(xué)-麥考瑞大學(xué)生物醫(yī)學(xué)聯(lián)合創(chuàng)新中心的師冰洋教授和王杰菲副教授Angew. Chem. Int. Ed.期刊上發(fā)表了題為“Near-Infrared Aggregation-Induced Emission Luminogens for In Vivo Theranostics of Alzheimer’s Disease”的文章如圖1所示,該研究利用分子工程設(shè)計(jì)思路,受腦靶向分子需要小分子量和合適親脂性的啟發(fā),設(shè)計(jì)小分子量401.6探針DNTPH分子,引入二烷基氨基電子供體,噻吩橋接單元擴(kuò)展π共軛骨架,引入芳香轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)近紅外聚集增強(qiáng)發(fā)光(AIE。一方面有利于克服淬滅效應(yīng),實(shí)現(xiàn)高信噪比;另一方面,DNTPH平衡了親/疏水性,得到了合適的親脂性(cLogP = 1.21),有效提升分子的血腦屏障穿透和高特異性結(jié)合原纖維。分子對接結(jié)果表明兩者通過疏水作用,π-π相互作用力等,實(shí)現(xiàn)特異性結(jié)合和擾亂自組裝過程,實(shí)現(xiàn)纖維化抑制的目的,首次實(shí)現(xiàn)AD的體內(nèi)診療一體化。 


1. (A) 基于親疏水平衡策略設(shè)計(jì)的近紅外AIE分子DNTPH及其對照分子(B) DNTPHBBB穿透、診療一體化示意圖。 


2. 7月齡的APP/PS1 AD小鼠模型上對斑塊的活體示蹤成像。


  首先,通過活體成像對AD小鼠大腦中的BBB穿越和斑塊進(jìn)行了檢測。DNTPH僅在注射后30分鐘時即可觀察到高效的BBB穿透,展現(xiàn)出比傳統(tǒng)的PiB探針更高15信號(圖2A。離體切片實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了DNTPH對腦部斑塊的特異性檢測能力(圖2B,C。同時,驗(yàn)證了DNTPH可用于AD小鼠腦部長達(dá)5天的長效追蹤成像(圖2D,E結(jié)果表明DNTPH治療顯著減少了AD小鼠大腦中的斑塊,并體現(xiàn)出有效代謝出體外的安全性 


3. 經(jīng)過DNTPH給藥治療后,對AD小鼠的系列行為學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。


  進(jìn)一步,為了驗(yàn)證DNTPH分子對AD鼠認(rèn)識行為改善。如圖3所示,經(jīng)過一個療程的給藥治療后,體內(nèi)系列行為學(xué)實(shí)驗(yàn)(筑巢實(shí)驗(yàn),新物體識別實(shí)驗(yàn)和水迷宮實(shí)驗(yàn))結(jié)果表明AD小鼠表現(xiàn)出較好的記憶及認(rèn)知恢復(fù)。該成果充分展示了工程化設(shè)計(jì)的AIE診療分子在阿爾茨海默病的早期診斷和有效治療方面具有巨大潛力和臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值。


  文章的第一作者是香港科技大學(xué)的張?zhí)旄?/span>博士和河南大學(xué)的陳曉宇碩士。論文通訊作者為香港中文大學(xué)(深圳)的唐本忠院士、河南大學(xué)的師冰洋教授和王杰菲副教授。


  參考文獻(xiàn):Zhang, T., Chen, X., Yuan, C., Pang, X., Ping, S., Liu, Y., Han, L., Sun, J., Lam, J.W.Y., Liu, Y., Wang, J., Shi, B. and Tang, B.Z. Near-Infrared Aggregation-Induced Emission Luminogens for In Vivo Theranostics of Alzheimer’s Disease. Angew. Chem. Int. Ed2022, e20221155. 

  https://doi.org/10.1002/anie.202211550


作者簡介


唐本忠,香港中文大學(xué)(深圳)教授,現(xiàn)任理工學(xué)院院長、中國科學(xué)院院士、發(fā)展中國家科學(xué)院院士、亞太材料科學(xué)院院士、國際生物材料科學(xué)與工程學(xué)會聯(lián)合會生物材料科學(xué)與工程Fellow(生物材料科學(xué)與工程終身榮譽(yù)稱號)、英國皇家化學(xué)會會士、中國化學(xué)會會士。作為AIE概念的提出者和研究的引領(lǐng)者,唐本忠院士發(fā)表論文1600余篇,被引用15萬余次,h指數(shù)173。自2014年以來,連續(xù)入選化學(xué)和材料雙領(lǐng)域高被引用科學(xué)家。唐本忠教授先后獲得多項(xiàng)榮譽(yù)及獎勵,如國家自然科學(xué)一等獎(2017),何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(2017)、第27屆夸瑞茲密國際科學(xué)獎(2014)、美國化學(xué)會高分子學(xué)術(shù)報(bào)告獎(2012)、國家自然科學(xué)二等獎(2007)、裘槎高級研究成就獎(2007)、中國化學(xué)會高分子基礎(chǔ)研究王葆仁獎(2007)和愛思唯爾出版社馮新德聚合物獎(2007)等。


師冰洋,河南省二級教授,河南大學(xué)藥學(xué)院院長,國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年項(xiàng)目首席科學(xué)家,中組部海外高層次青年人才。獲霍英東教育基金會高等院校青年科學(xué)家二等獎、河南省學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人、河南省優(yōu)秀青年科技專家、河南省青年五四獎?wù)碌葮s譽(yù)獎項(xiàng)。從事納米載體血腦屏障穿越機(jī)理及腦靶向生物納米藥物研制方面的研究工作。主持國家級省部級項(xiàng)目10項(xiàng)(包括國自然4項(xiàng)、科技部項(xiàng)目1項(xiàng)、中原基礎(chǔ)研究領(lǐng)軍人才1項(xiàng)、省創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)1項(xiàng))。已發(fā)表SCI論文100余篇,獲批發(fā)明專利23項(xiàng)。


王杰菲,河南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,副教授,主要從事腦部疾病的近紅外診療技術(shù)研究。獲批國家自然科學(xué)面上基金、國家博新計(jì)劃等11項(xiàng)科研項(xiàng)目支持。發(fā)表SCI論文17篇,授權(quán)發(fā)明專利10項(xiàng)。參與獲得河南省自然科學(xué)獎二等獎、河南省科技成果獎一等獎等多項(xiàng)獎勵。

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