基于Aβ研究阿尔茨海默病早期诊断和治疗的多功能分子

摘要

阿尔茨海默症（AD）是一种慢性的神经退行性脑疾病，俗称老年痴呆症，是痴呆症里最常见的一种，患病初期的临床表现为记忆力下降、语言障碍、解决问题能力等认知功能发生障碍，晚期需要他人24小时看护，生活无法自理，最终导致死亡。AD的病理学特征主要在大脑出现老年斑和神经纤维缠结。目前仍没有有效的治疗方法来阻止或逆转该疾病的发展。如果能尽早发现病症，及时进行治疗，能起到事半功倍的作用。
　　β-淀粉样多肽（Aβ）的聚集造成的沉积在AD的发生和发展进程中起着至关重要的作用，并且早于临床上其他症状的出现。此外，研究发现，Aβ斑块的形成是由预先形成的较小的纤维状Aβ1-42寡聚体聚合而成，抑制Aβ1-42寡聚体的形成可以有效地阻止疾病的恶性发展。因此，开发出既能用于脑部Aβ斑块成像又能抑制Aβ单体自聚集同时解聚预先形成Aβ原纤维的多功能探针分子，是用于AD早期诊断和监测疾病及治疗进程的有力工具。
　　首先，本研究设计并合成了一系列能够同时进行对Aβ斑块近红外成像和抑制Aβ自聚集的多功能Fe3O4磁性纳米粒子（NPs），测试结果发现，这些NPs在PBS中最大发射波长均大于640nm，属于NIRF探针的范围内，并且对Aβ聚集体具有非常高的亲和力（Kd=17.9ng/ml-37.7ng/ml），在与Aβ聚集体相互作用后发生巨大的荧光增强效应。另外，这些NPs对人神经母细胞瘤细胞（SH-SY5Y）中具有低细胞毒性并且在胎牛血清中保持高度稳定性。双转基因小鼠脑切片染色证实了这些NPs对于Aβ斑块具有优异的靶向成像能力。更为重要的是，我们发现这些NPs具有抑制Aβ单体聚集能力（其中PH-5的IC50=9.9ng/ml），而且在解聚预先形成的Aβ纤维表现出一定的作用。这些NPs结合了荧光成像和磁共振成像的特点，又具有一定治疗作用的双重特征,在对病人进行个性化治疗上有潜在价值。
　　姜黄素作为一种天然提取物，它在AD的诊断治疗方面具有很大的潜力，但姜黄素的水溶性极低，并且其生物利用度不高。本文设计并合成了一系列姜黄素类衍生物并对其进行了生物活性的评价，得到的这些姜黄素衍生物水溶性大大提升，其中化合物5b、8a、9a表现出非常好的水溶性，最高的达到28g/L。这些新的衍生物对Aβ聚集体保持了较好的亲和能力,并对Aβ单体聚集的抑制能力有较大的提升,有望成为一种替代姜黄素可能的候选药物。目前,这些衍生物仍在我们实验室做进一步的研究。

目录

第一章 绪 论

1.1 阿尔茨海默症的现状及研究意义

1.2 阿尔茨海默症的病理介绍

1.3 阿尔茨海默症的治疗及研究进展

1.4 阿尔茨海默病的诊断及研究进展

1.5 本文的研究内容及本章小结

第二章 多功能近红外荧光Fe3O4磁性纳米微粒的制备

2.1 本章引论

2.2 多功能近红外荧光Fe3O4磁性纳米微粒化学合成路线的设计

2.3 实验部分

2.4 荧光Fe3O4磁性纳米微粒（NPs）的表征

2.5 本章小节

第三章 对荧光磁性纳米微粒（NPs）的生物活性评价

3.1 本章引论

3.2 主要实验材料与仪器

3.3 Aβ1-42单体和Aβ1-42聚集体的制备

3.4 荧光磁性纳米微粒（NPs）的荧光效应测试

3.5 NPs与Aβ1-42聚集体和胎牛血清白蛋白（BSA）结合后的荧光效应评价

3.6 NPs与Aβ1-42聚集体在体外亲和常数的测定

3.7 神经细胞毒性测试

3.8 转基因小鼠脑组织荧光染色

3.9 NPs对Aβ单体的自聚集抑制测试（IC50）

3.10 NPs对Aβ聚集体的解聚能力测试

3.11 实验结果与讨论

3.12 本章小节

第四章 用于Aβ斑块诊断的姜黄素衍生物的制备及应用

4.1 本章引论

4.2 姜黄素衍生物的合成路线设计

4.3 实验合成部分

4.4 姜黄素衍生物的荧光效应及活性评价

4.5 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士期间的研究成果

声明

附录

致谢