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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退行性疾病,β-淀粉樣蛋白(Aβ)斑塊的沉積是AD的關鍵病理特征,導致嚴重的神經毒性及認知、行為障礙。至今仍缺少有效的體內檢測探針及逆轉該疾病的藥物。


  香港中文大學(深圳)的唐本忠院士、河南大學-麥考瑞大學生物醫學聯合創新中心的師冰洋教授和王杰菲副教授Angew. Chem. Int. Ed.期刊上發表了題為“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計思路,受腦靶向分子需要小分子量和合適親脂性的啟發,設計小分子量401.6探針DNTPH分子,引入二烷基氨基電子供體,噻吩橋接單元擴展π共軛骨架,引入芳香轉子實現近紅外聚集增強發光(AIE。一方面有利于克服淬滅效應,實現高信噪比;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合原纖維。分子對接結果表明兩者通過疏水作用,π-π相互作用力等,實現特異性結合和擾亂自組裝過程,實現纖維化抑制的目的,首次實現AD的體內診療一體化。 


1. (A) 基于親疏水平衡策略設計的近紅外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,展現出比傳統的PiB探針更高15信號(圖2A。離體切片實驗確認了DNTPH對腦部斑塊的特異性檢測能力(圖2B,C。同時,驗證了DNTPH可用于AD小鼠腦部長達5天的長效追蹤成像(圖2D,E結果表明DNTPH治療顯著減少了AD小鼠大腦中的斑塊,并體現出有效代謝出體外的安全性 


3. 經過DNTPH給藥治療后,對AD小鼠的系列行為學實驗結果。


  進一步,為了驗證DNTPH分子對AD鼠認識行為改善。如圖3所示,經過一個療程的給藥治療后,體內系列行為學實驗(筑巢實驗,新物體識別實驗和水迷宮實驗)結果表明AD小鼠表現出較好的記憶及認知恢復。該成果充分展示了工程化設計的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化價值。


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


  參考文獻: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(深圳)教授,現任理工學院院長、中國科學院院士、發展中國家科學院院士、亞太材料科學院院士、國際生物材料科學與工程學會聯合會生物材料科學與工程Fellow(生物材料科學與工程終身榮譽稱號)、英國皇家化學會會士、中國化學會會士。作為AIE概念的提出者和研究的引領者,唐本忠院士發表論文1600余篇,被引用15萬余次,h指數173。自2014年以來,連續入選化學和材料雙領域高被引用科學家。唐本忠教授先后獲得多項榮譽及獎勵,如國家自然科學一等獎(2017),何梁何利科學與技術進步獎(2017)、第27屆夸瑞茲密國際科學獎(2014)、美國化學會高分子學術報告獎(2012)、國家自然科學二等獎(2007)、裘槎高級研究成就獎(2007)、中國化學會高分子基礎研究王葆仁獎(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,河南大學藥學院院長,國家重點研發計劃青年項目首席科學家,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家二等獎、河南省學術技術帶頭人、河南省優秀青年科技專家、河南省青年五四獎章等榮譽獎項。從事納米載體血腦屏障穿越機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目10項(包括國自然4項、科技部項目1項、中原基礎研究領軍人才1項、省創新團隊1項)。已發表SCI論文100余篇,獲批發明專利23項。


王杰菲,河南大學生命科學學院,副教授,主要從事腦部疾病的近紅外診療技術研究。獲批國家自然科學面上基金、國家博新計劃等11項科研項目支持。發表SCI論文17篇,授權發明專利10項。參與獲得河南省自然科學獎二等獎、河南省科技成果獎一等獎等多項獎勵。

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