新型示蹤劑可特異識(shí)別帕金森病重要致病蛋白
| 來(lái)源: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院 【字號(hào):大 中 小】
7月7日,深圳理工大學(xué)(籌)生命健康學(xué)院講席教授、中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦認(rèn)知與腦疾病研究所葉克強(qiáng)(原美國(guó)埃默里大學(xué)終身教授)團(tuán)隊(duì),在《細(xì)胞》(Cell)發(fā)表了最新成果。該團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)一種頗具前景的新型PET示蹤劑——[18F]-F0502B,可在突觸核蛋白病中顯像聚集神經(jīng)細(xì)胞突觸核蛋白α-Syn。該成果推進(jìn)了傳統(tǒng)手段診斷帕金森病的研究進(jìn)展,使得帕金森病的早期精確診斷成為可能。
帕金森?。≒arkinson’s disease,PD)是常見(jiàn)的神經(jīng)退行性疾病,其特征是黑質(zhì)致密部(SNpc)多巴胺能神經(jīng)元的缺失,并伴有α-突觸核蛋白(α-Synuclein)在路易小體(Lewy body,LB)中的積累。α-突觸核蛋白作為帕金森病、路易體癡呆、多系統(tǒng)萎縮等神經(jīng)退行性疾病的關(guān)鍵致病蛋白,是帕金森病成像診斷中頗有價(jià)值的成像靶點(diǎn)。此外,帕金森病患者腦內(nèi)α-突觸核蛋白聚集物密度低于阿爾茨海默癥(Alzheimer's disease,AD)患者腦內(nèi)Aβ和Tau聚集物密度,開(kāi)發(fā)α-Syn的特異性PET示蹤劑更具挑戰(zhàn)性。盡管在開(kāi)發(fā)α-Syn PET示蹤劑這一領(lǐng)域中已取得了進(jìn)展,但迄今為止,全球尚未發(fā)現(xiàn)可應(yīng)用的α-Syn PET示蹤劑。
為了探尋能夠特異性識(shí)別α-Syn的小分子化合物,葉克強(qiáng)團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)α-Syn結(jié)合配體的研究,發(fā)現(xiàn)了一些共同的分子結(jié)構(gòu)特征,據(jù)此篩選并合成了一系列分子衍生物,并進(jìn)行了體外α-Syn、Aβ和Tau纖維結(jié)合實(shí)驗(yàn)。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)有機(jī)合成進(jìn)一步優(yōu)化了頂層結(jié)構(gòu)骨架,進(jìn)一步利用含有路易小體、富含Aβ和以過(guò)度磷酸化Tau蛋白為主要成分的神經(jīng)原纖維纏結(jié)的小鼠腦切片進(jìn)行結(jié)合分析。該工作得到了一種新型苯并噻唑-乙烯基-苯酚衍生物(F0502B)。進(jìn)一步,研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)冷凍電鏡確定了α-Syn原纖維結(jié)合F0502B的復(fù)合物的原子結(jié)構(gòu),并觀察發(fā)現(xiàn)了運(yùn)用氟-18放射同位素標(biāo)記的小分子化合物以高親和力和高選擇性結(jié)合了α-Syn原纖維。
在進(jìn)一步的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中,葉克強(qiáng)團(tuán)隊(duì)鑒定了這種新型的苯并噻唑-乙烯基-苯酚衍生物(F0502B)與α-Syn纖維的特異性結(jié)合高于Aβ和Tau纖維,并能夠選擇性標(biāo)記人體PD樣本中的α-Syn聚集物。此外,恒河猴PD模型體內(nèi)PET顯像顯示[18F]-F0502B能特異性識(shí)別其體內(nèi)的α-Syn聚集物。同時(shí),在兩種非人靈長(zhǎng)類PD模型中,聚集的α-Syn水平可能隨著時(shí)間的推移而增加,導(dǎo)致PET特異性結(jié)合信號(hào)的升高。
綜上,本研究針對(duì)放射性配體的開(kāi)發(fā)為α-Syn的顯像和突觸核蛋白病的診斷提供了頗有前景的先導(dǎo)化合物[18F]-F0502B,在腦顯像中能夠提供病理生理學(xué)和分子水平信息,可在不同的突觸核蛋白病中有成像應(yīng)用,有望顯著提升帕金森病的早期精準(zhǔn)診斷,并可成為縱向評(píng)估靶向α-Syn疾病修飾療法的靶標(biāo)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵指標(biāo)。
中國(guó)人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)參與研究。
F0502B結(jié)合α-Syn原纖維復(fù)合物的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)
使用[18F]-F0502B對(duì)非人靈長(zhǎng)類PD模型進(jìn)行PET成像
PET示蹤劑[18F]-F0502B設(shè)計(jì)、篩選及驗(yàn)證策略示意圖
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