【摘要】：阿爾茨海默癥(簡稱AD)是一種神經(jīng)退行性疾病。多發(fā)于老年人群,表現(xiàn)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(zhuǎn)AD的病程,僅能改善AD的癥狀。因此,早期診斷和預(yù)防仍然是控制AD的關(guān)鍵。阿爾茨海默癥的發(fā)病機制尚不明確,在學(xué)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(dǎo)致氧化應(yīng)激、炎癥等,從而導(dǎo)致神經(jīng)元退化和丟失。由于淀粉樣斑塊在相關(guān)癥狀出現(xiàn)前20-30年就已經(jīng)在腦部形成,因此β-淀粉樣斑塊被認為是AD的標(biāo)記蛋白。針對Aβ斑塊設(shè)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(yù)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(xiàn)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(jīng)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?qū)崿F(xiàn)實時成像;(3)無需昂貴的儀器設(shè)備,無需技術(shù)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(nèi)Aβ斑塊的檢測,實現(xiàn)對AD的診斷。因此設(shè)計合成能夠用于生物體內(nèi)的Aβ斑塊近紅外熒光探針,實現(xiàn)AD的早期診斷,具有重要的意義。本論文在文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上,設(shè)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(nèi)容主要包括:(1)通過對近紅外花青熒光染料的修飾改造,設(shè)計合成了七個部花青類探針,并對其進行了結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(jié)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(nèi)常見蛋白無響應(yīng)或響應(yīng)低,表現(xiàn)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(xiàn)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(nèi)的評價結(jié)果顯示,該探針具有應(yīng)用于Aβ斑塊體內(nèi)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(lǐng)域的研究打開了大門。(2)基于二腈基異佛爾酮的結(jié)構(gòu),設(shè)計合成了三個二腈基異佛爾酮類探針,并對其進行了結(jié)構(gòu)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(yīng)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(nèi)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(jié)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(jié)果都顯示該探針具有應(yīng)用于體內(nèi)成像的潛力。(3)設(shè)計合成了兩個苯并惡二唑類探針,并對其進行了結(jié)構(gòu)表征。然而,該類探針并未達到預(yù)期目標(biāo),這一系列探針的結(jié)構(gòu)改造和性能優(yōu)化仍在進行中。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O657.3;R749.16
【圖文】：

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文除的可溶性肽段 -APPs 和 C83 肽，這一途徑并不會產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)炎癥、氧化應(yīng)激等，導(dǎo)致神經(jīng)元缺失。APP 經(jīng) -分泌酶和 -分泌酶水解時，由于 -分泌酶切割位點的不同產(chǎn)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(jīng)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(xiàn)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(jié)果如圖 2-4 所示。下圖結(jié)果可以看出該探針在人工腦脊液中對 A 聚集體的響應(yīng)也非常明顯，表明

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文表 2-4 MC-1 與 IR-780 的 ADMET 計算結(jié)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(biāo)準:IWG-2標(biāo)準[J];神經(jīng)病學(xué)與神經(jīng)康復(fù)學(xué)雜志;2014年03期

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本文編號：2775225