多功能Aβ有機(jī)小分子探針的構(gòu)建及診療應(yīng)用進(jìn)展

陳曉宇，劉義升，何 牧，上官萍，韓璐璐，王杰菲，師冰洋

（1.河南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,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,2.河南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院?藥學(xué)院,河南省腦靶向生物納米藥物重點實驗室,開封475004；3.南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院,廣州510280）

神經(jīng)退行性疾病是腦部神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能漸進(jìn)性病變的一類疾病，其中阿爾茨海默癥（AD）是最常見的神經(jīng)退行性疾病類型之一［1~4］.隨著世界人口老齡化的不斷加劇，AD的發(fā)病率呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，給患者帶來了嚴(yán)重的生理痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān).β-淀粉樣蛋白（Aβ）的腦部沉積是AD的重要病理特征，被認(rèn)為是形成神經(jīng)損傷和認(rèn)知下降的主要原因之一，其作為一個關(guān)鍵的病理靶點，對神經(jīng)退行性疾病的檢測和治療研究具有重要意義［5~11］.Aβ肽以多種形式存在，包括可溶性單體、低聚體和不溶性聚集體［12~15］，在AD的病程中發(fā)揮著不同的生理作用.目前，臨床常用的AD診斷手段主要依靠臨床癥狀結(jié)合影像學(xué)手段，包括電子計算機(jī)斷層掃描［16，17］、磁共振成像［18，19］和正電子發(fā)射斷層掃描［20~24］.這些方法操作繁瑣、特異性低、半衰期短、價格昂貴且對人體有輻射風(fēng)險，具有不可避免的局限性，因此迫切需要發(fā)展一種高靈敏、非侵入的安全成像診斷技術(shù)，并對其進(jìn)行治療功能拓展，從而通過Aβ診療一體化的構(gòu)建，提高AD患者的生存水平.

熒光成像技術(shù)具有安全簡便、成本低、實時性好及靈敏度高等優(yōu)點，作為一種安全無損的成像技術(shù)，非常適用于Aβ的檢測應(yīng)用［25~28］.其中，構(gòu)建血腦屏障（BBB）穿透性強(qiáng)、靈敏度高的熒光探針是Aβ檢測的核心.通過對探針進(jìn)行改性，可在標(biāo)記Aβ蛋白的同時有效實現(xiàn)對蛋白纖維的解聚和單體的阻聚，從而達(dá)到檢測和治療的目的.剛果紅（CR）衍生物［29~31］和硫黃素T（ThT）衍生物［32~38］是檢測淀粉樣斑塊的常用熒光探針，目前認(rèn)為其結(jié)合機(jī)制主要歸因于Aβ與染料分子的平面芳香π體系的結(jié)合作用，如ThT能與Aβ纖維的β折疊結(jié)構(gòu)的疏水凹槽處結(jié)合，較強(qiáng)的親和力使其與蛋白結(jié)合后熒光顯著增強(qiáng)［39］.雖然此類探針對Aβ聚集體具有一定的特異結(jié)合能力，但仍存在以下問題：（1）在結(jié)合蛋白時會發(fā)生聚集猝滅（ACQ）效應(yīng)，造成低的信噪比；（2）這些熒光探針屬于離子型熒光探針，無法穿越血腦屏障滿足體內(nèi)檢測的需求；（3）發(fā)射波長短，活體穿透深度淺，成像靈敏度低；（4）無法標(biāo)記可溶態(tài)Aβ物種；（5）探針只有單一的成像功能，缺乏治療功能.針對上述問題，研究人員針對提高分子的BBB穿透效率、靈敏度和治療功能拓展進(jìn)行了研究.

探針對Aβ蛋白的特異選擇性是診斷和治療的核心基礎(chǔ)，通過化學(xué)修飾方法對分子識別工具（熒光探針）進(jìn)行精準(zhǔn)的修飾是提高其特異性的一種有效途徑.因此，研究人員在傳統(tǒng)市售探針分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，利用有效的化學(xué)調(diào)控對探針的分子量大小、端基官能團(tuán)種類和分子共軛結(jié)構(gòu)等進(jìn)行目的性調(diào)控，發(fā)展了多種具有BBB高穿透、Aβ特異性和可拓寬至近紅外窗口的新型功能分子［40~43］，實現(xiàn)了對Aβ檢測和治療的目的（圖1）.本文對已有的檢測探針和診療一體化探針的設(shè)計合成和分子調(diào)控規(guī)律進(jìn)行歸納總結(jié)，綜合評述了近年來關(guān)于分子可控合成用于Aβ診療的最新研究進(jìn)展，最后對該領(lǐng)域所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)進(jìn)行了總結(jié)和展望.

Fig.1 Illustration of chemical regulation for the theranostic of Aβ

1 Aβ探針的合成調(diào)控

通過對探針的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計和調(diào)控，可有效提高分子識別Aβ的特異選擇性，并豐富分子識別作用模式.探針在到達(dá)腦內(nèi)Aβ目標(biāo)蛋白前，首先要穿過大腦特有的血腦屏障結(jié)構(gòu)，因此探針需要引入能輔助穿越血腦屏障的特征結(jié)構(gòu)，促進(jìn)其高效穿腦發(fā)揮成像的功能.此外，探針的檢測靈敏度還與其它多個因素相關(guān)，包括發(fā)光方式、發(fā)射波長和可適用的Aβ檢測范圍等.

1.1 腦靶向Aβ探針

Aβ探針作為神經(jīng)中樞類的探針，其BBB穿透功能是構(gòu)建探針的首要要求.總結(jié)已有的研究發(fā)現(xiàn)，小分子量（<600 Da）、親脂電中性及平面剛性分子具有更好的腦靶向入腦效率［44~50］.在調(diào)控分子量方面，Zhang等［28］基于小分子的優(yōu)勢，設(shè)計了不同低分子量（<438 Da）的小分子光聲探針.由于分子量低并具有兩親性的結(jié)構(gòu)，它們能有效地穿透BBB，利用光聲成像技術(shù)實現(xiàn)了AD小鼠大腦中Cu2+的可視化監(jiān)測.在調(diào)控親脂性方面，由于CR和ThT屬于帶電分子，兩者都不能很好地通過血腦屏障用于體內(nèi)成像，但其對應(yīng)的非帶電類似物能有效滲透血腦屏障［39］.基于此，Pettegrew等［51］對剛果紅分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性，其分子中的磺酸基官能團(tuán)被電離性較差的羧基取代，增加了分子的電中性，所得分子在保持其Aβ特異性結(jié)合能力的基礎(chǔ)上，顯著提升了探針對血腦屏障的透過率.在ThT衍生物上也得到了相同的規(guī)律.如圖2所示，Shin等［52］利用親脂性探針構(gòu)建方案，借鑒香豆素基染料（IBC-2）大的雙光子橫截面優(yōu)勢和ThT特征結(jié)構(gòu)，設(shè)計了具有BBB穿透能力的新型中性雙光子熒光團(tuán)（IRI-1）.該探針與Aβ纖維特異性結(jié)合，顯示出遠(yuǎn)優(yōu)于市售IBC-2染料（2.5倍增強(qiáng)）的熒光增強(qiáng)（167倍）；體內(nèi)熒光檢測結(jié)果表明，小鼠的額葉皮質(zhì)中Aβ斑塊的熒光增強(qiáng)，顯示出良好的體內(nèi)血腦屏障滲透效率.

Fig.2 Synthetic route of IRI?1 and the chemical structures of IBC?2 and ThT dyes[52]

1.2 發(fā)光方式

常見的熒光探針與Aβ纖維結(jié)合時易發(fā)生π?π堆積而導(dǎo)致聚集熒光猝滅（ACQ），顯著降低了檢測效率.聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）是一種基于分子內(nèi)轉(zhuǎn)動受限和分子內(nèi)振動受限機(jī)制的特殊發(fā)光現(xiàn)象［53~55］，具有優(yōu)于傳統(tǒng)ACQ分子的無猝滅、信噪比高、靈敏度好及抗光漂白能力強(qiáng)等優(yōu)勢，能有效解決上述問題.因此，研究人員在上述探針分子的基礎(chǔ)上，合理設(shè)計具有AIE特性的熒光探針［56，57］，以提升探針分子的檢測靈敏度.Tang等［56］設(shè)計了4種具有AIE活性的超分辨熒光探針用于淀粉樣纖維蛋白（HEWL）的檢測［圖3（A）］.圖3（B）~（I）表明，在上述幾種探針中，PD-NA-TEG探針對HEWL具有較好的檢測效率（檢測限為63.71 nmol/L）.熒光共定位成像顯示，探針對AD小鼠腦片中的Aβ斑塊具有良好的靶向能力，光學(xué)成像分辨率約為30 nm.該項工作中的高分辨率成像為研究淀粉樣蛋白的生長機(jī)制，并進(jìn)一步研究其它蛋白質(zhì)構(gòu)象紊亂相關(guān)的神經(jīng)疾病和開發(fā)新的診療劑提供了有力的工具.

Fig.3 Schematic synthesis and optical properties of AIE probes[56]

1.3 發(fā)光波長的調(diào)控

硫黃素和剛果紅衍生物熒光探針作為傳統(tǒng)的可見光區(qū)熒光探針，無法滿足活體腦內(nèi)Aβ的高靈敏成像.近紅外（NIR）熒光探針具有發(fā)射波長長、穿透深度大、自發(fā)熒光干擾小及對生物體光損傷小等優(yōu)勢，非常適用于活體Aβ成像應(yīng)用［58~61］.通過減小探針最高占據(jù)分子軌道（HOMO）和最低未占據(jù)分子軌道（LUMO）間的能隙來實現(xiàn)發(fā)射紅移，同時增加電子的推拉能力，構(gòu)建電子給體（D）-受體（A）的組合是實現(xiàn)分子吸收和發(fā)射紅移的有效途徑.在傳統(tǒng)給-受體（D-A）結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在兩者之間引入π電子橋接結(jié)構(gòu)，構(gòu)建D-π-A和D-π-A-π-D的平面型AIE分子共軛體系更有利于光譜的進(jìn)一步紅移［62~65］.二甲氨基被廣泛用作電子給體基團(tuán)，甲酰和氰基則被認(rèn)為是最佳的電子受體基團(tuán)［40］，常被用于構(gòu)建給-受體型近紅外分子.

自2005年Hintersteiner等［61］報道第一個用于腦內(nèi)Aβ斑塊近紅外熒光成像的分子探針AOI-987以來，研究人員開發(fā)了一系列近紅外腦靶向AD熒光探針.如Cui等［66］為了系統(tǒng)性研究探針結(jié)構(gòu)、光學(xué)特性和生物學(xué)特性之間的構(gòu)效關(guān)系，設(shè)計合成了3個系列的D-π-A型AIE探針（圖4），它們具有不同的芳香給體環(huán)（苯、吡啶和嘧啶）和7種不同反式雙鍵π橋接鏈組合.研究結(jié)果表明，這些探針的分子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)與其結(jié)合能力和腦攝取等特性存在顯著的相關(guān)性，隨著共軛雙鍵數(shù)量的增加，最大吸收和發(fā)射峰逐漸紅移，而腦攝取量先增加后降低.在保持相同數(shù)量的共軛雙鍵基礎(chǔ)上，向給體環(huán)中引入氮原子，探針的發(fā)光性能和檢測效率出現(xiàn)下降趨勢.最終分子結(jié)構(gòu)中無雜原子、共軛橋接鏈長適中的PHC-4探針分子顯示出最優(yōu)的靈敏度，對AD鼠和不同年齡AD病人的腦切片均顯示出高靈敏的特異性成像效果.在注射后不同時間點的體內(nèi)成像結(jié)果顯示，PHC-4探針分子有很好的入腦效果，且相對于野生型鼠的快速代謝，PHC-4分子在AD鼠上顯示出更持久的成像強(qiáng)度.與PYC-4相比，PHC-4對AD和野生型（WT）鼠的區(qū)分能力明顯增強(qiáng).該研究為目的性合成具有高BBB穿透和靈敏度的近紅外熒光探針提供了強(qiáng)有力的支持.

Fig.4 Detection of NIR fluorescence probes for Aβin brain slices[66]

在上述研究基礎(chǔ)上，為了更進(jìn)一步提高成像靈敏度，研究人員設(shè)計了具有AIE特性的近紅外探針，其大的活體穿透深度和特殊的發(fā)光方式可以實現(xiàn)更高的活體分辨率［67~69］.Zhu等［70］在ThT分子基礎(chǔ)上，通過引入磺酸基設(shè)計了具有一定親水性靶向Aβ的近紅外AIE熒光探針QM-FN-SO3（圖5）.通過引入親脂性π共軛噻吩橋接，有效將發(fā)射波長擴(kuò)展到近紅外波長范圍，同時顯著增強(qiáng)了血腦屏障的穿透能力.與ThT的信噪比（VS/N=6）相比，QM-FN-SO3具有一個低的背景信號和高的信噪比（VS/N=50）.體內(nèi)注射20 min后，AD小鼠的腦部熒光信號明顯高于野生型小鼠，有效實現(xiàn)了Aβ斑塊的體內(nèi)高保真成像檢測；細(xì)胞毒性評估結(jié)果表明，該水溶性探針具有良好的生物相容性.該研究為構(gòu)建水溶性近紅外高靈敏Aβ探針提供了良好的分子設(shè)計借鑒.

Fig.5 Rational chemical design of NIR?AIE Aβprobes[70]

1.4 可溶態(tài)Aβ探針的構(gòu)建

AD患者的大腦中實際存在可溶性與不可溶性兩大類Aβ蛋白物種，且低聚物比纖維具有更高的神經(jīng)毒性［71］.因此，發(fā)展可溶性Aβ寡聚物或低聚物的特異性熒光探針對AD的早期診斷具有更重要的意義.但不同形式的Aβ物種本質(zhì)上都含有相同的多肽單元，因此用小分子探針區(qū)分可溶性和不溶性Aβ是極具挑戰(zhàn)性的工作.Teoh等［72］通過計算篩選技術(shù)，發(fā)展了一種新型熒光化學(xué)探針（BD-Oligo），能選擇性識別Aβ寡聚物（結(jié)合力Kd=0.48μmol/L）.體內(nèi)實驗結(jié)果表明，該探針具有優(yōu)異的血腦屏障滲透效率和Aβ寡聚物染色能力.受Aβ抗體識別原理和平面型姜黃素分子可以插入Aβ的β-片層結(jié)構(gòu)中的啟示，Ran等［63］基于姜黃素分子結(jié)構(gòu)骨架，通過合理的分子設(shè)計，合成了一系列具有不同立體位阻的新型姜黃素類似物的Aβ早檢熒光探針（CRANAD-65，CRANAD-75和CRANAD-102，圖6）.實驗結(jié)果表明，由于苯環(huán)在4位的阻礙有限，CRANAD-65對Aβ單體和低聚物顯示出隨孵育時間先增高后降低的選擇性；而CRANAD-75中的2個異丙基位阻增大，顯著提升了其對Aβ單體的選擇性檢測效率，但是由于位阻過大，會阻止其進(jìn)入β-片層結(jié)構(gòu)中，無法實現(xiàn)對Aβ低聚物的選擇性檢測.最終選用位阻較小的2個甲基取代CRANAD-75中的2個異丙基，合成了CRANAD-102探針，研究發(fā)現(xiàn)其對Aβ低聚物具有靈敏的選擇性響應(yīng)，在700 nm處的熒光強(qiáng)度增加了4.33倍.這種基于已有探針和抗體發(fā)展的探針設(shè)計策略也可拓展用于其它淀粉樣蛋白檢測探針的設(shè)計上.

除了上述對寡聚物和低聚物的檢測，對可溶態(tài)Aβ的具體聚集形式進(jìn)行高精度成像對于理解探針分子與Aβ的作用模式具有重要意義.研究表明，Aβ存在3種聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（三聚體、六聚體和十二聚體），它們均有一個三角形的蛋白腔，特別是在三聚體中有2種特殊的多肽殘基（Phe19和Val36），這2種殘基是Aβ低聚物特有的物種.基于此，Yang等［62］在Aβ三聚體的蛋白結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，設(shè)計合成了一種新型的“v形”Aβ寡聚物特異性熒光探針PTO-29（圖7）.PTO-29中的苯基和氧雜硼雜己環(huán)可通過π-π堆疊和范德華力與Aβ寡聚物的疏水域相互作用，而N，N-二甲苯環(huán)可以插入到蛋白腔中，使結(jié)合更加緊密.PTO-29可以高靈敏地檢測Aβ三聚物的水平.體內(nèi)成像結(jié)果顯示，PTO-29具有良好的BBB滲透和低細(xì)胞毒性.在4月齡的APP/PS1小鼠模型上，其腦部Aβ信號明顯高于同月齡的野生型小鼠腦部信號.該研究證明PTO-29作為一種有前途的高精度Aβ早檢熒光探針，為AD病的早檢及其它蛋白精細(xì)結(jié)構(gòu)的研究提供了一種有效的方案.由于Aβ肽可通過激活小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生過氧亞硝基陰離子（ONOO?）而損傷神經(jīng)元，在已有的檢測Aβ物種研究的基礎(chǔ)上，研究人員開發(fā)了一些新型的針對Aβ物種和腦內(nèi)氧化物種的雙檢測探針，如He等［73］基于小分子熒光探針技術(shù)，發(fā)展了3-羥基黃酮（3-HF）基的熒光探針，能特異性檢測出Aβ聚集體，同時還能對腦內(nèi)ONOO?物種實現(xiàn)比率型檢測，為其它多功能檢測探針的合成提供了一種重要思路.

Fig.6 Rationale for designing probes selectively detecting soluble Aβs[63]

Fig.7 PTO?29 probe combined with Aβoligomers[62]

2 Aβ的治療

2.1 阻聚型探針

診療一體化探針同時具備成像和有效破壞Aβ聚集的功能，是AD診療領(lǐng)域的另一個研究重點.目前常見的Aβ治療策略主要從阻止Aβ聚集和清除Aβ沉積入手［74~80］.2016年，Li等［79］首次報道了一種集Aβ近紅外成像和抑制Aβ聚集的診療一體化探針（圖8）.該探針通過在不同帶電分子骨架中引入親脂性烷基鏈，得到DMA-SLOH，DBA-SLOH和DPA-SLM 3種探針.其中，長度適中、對Aβ物種有高結(jié)合力的DBA-SLOH結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出顯著的增強(qiáng)熒光、最高的BBB穿透性和生物相容性.采用全內(nèi)反射熒光顯微鏡（TIRFM）監(jiān)測Aβ1-40與探針孵育過程，結(jié)果顯示該探針有效降低了Aβ1-40單體的聚集速率.活體熒光成像結(jié)果顯示，該分子對6月齡AD鼠的Aβ斑塊具有較好的成像能力，并能有效阻止Aβ1-40和Aβ1-42肽自聚集.該策略為開發(fā)高效安全的腦靶向Aβ診療探針開辟了新的途徑.

Fig.8 Chemical structure(A)and synthetic routes of the three charged dyes(B)[79]

Fig.9 Inhibition and disassembly for Aβ42 aggregation by PPV?NP[81]

2.2 解聚/抑制雙功能探針

AD的病程發(fā)生發(fā)展時間較長，發(fā)現(xiàn)時通常腦內(nèi)已經(jīng)形成大量的Aβ纖維，因此迫切需要開發(fā)一種同時具有纖維解聚和單體阻聚雙功能的診療探針.由于常見的Aβ抑制劑多是通過非共價相互作用，如疏水相互作用、π?π堆疊、靜電相互作用和氫鍵等.這些相互作用強(qiáng)度弱、易受周圍環(huán)境（pH或溫度）影響，從而導(dǎo)致抑制劑失活.相比之下，共價鍵作用力穩(wěn)定性高，不易受周圍環(huán)境影響，能有效阻止已降解的纖維發(fā)生可逆聚集.基于此，Wang等［81］設(shè)計了一種具有高穩(wěn)定性的反應(yīng)性共軛聚合物（PPV-NP，圖9），其大的空間位阻可有效阻止淀粉樣蛋白聚集成有毒的聚集物，顯示出劑量依賴的Aβ聚集抑制效率.Aβ與PPV-NP共孵育后的圓二色光譜（CD）和透射電子顯微鏡（TEM）表征結(jié)果顯示，Aβ由β-片狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槌叽巛^小的解聚結(jié)構(gòu).同時，對硝基苯可以猝滅PPV的熒光，偶聯(lián)蛋白質(zhì)后對硝基苯基分離，PPV的熒光得到恢復(fù)，這種OFF-ON的熒光變化可以監(jiān)測PPV-NP與蛋白質(zhì)之間的反應(yīng).兩親性共軛聚合物可通過疏水作用與Aβ結(jié)合，實現(xiàn)抑制淀粉樣蛋白的組裝和降解纖維的目的.體外細(xì)胞毒性實驗結(jié)果顯示，其能夠降低淀粉樣蛋白在活細(xì)胞中聚集產(chǎn)生的細(xì)胞毒性.大腦離體切片觀察結(jié)果顯示，經(jīng)PPV-NP處理的大腦切片海馬區(qū)和皮質(zhì)中的Aβ斑塊和面積明顯減少，表明PPV-NP能夠清除腦組織中的Aβ斑塊.該研究創(chuàng)新地探索了多功能診療一體化Aβ熒光探針的成像和治療功能，為AD的診療研究提供了新思路.

基于已有的小分子藥物結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計Aβ靶向診療分子是另一種常用的構(gòu)建策略.Yang等［57］基于姜黃素特異性靶向和治療功能結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了一種集解聚和阻聚雙功能的AIE活性探針Cur-N-BF2，用于AD診療并有效保護(hù)神經(jīng)元細(xì)胞（圖10）.體外熒光實驗結(jié)果顯示，姜黃素和對照分子ThT在高濃度下均發(fā)生嚴(yán)重的自猝滅，而Cur-N-BF2探針保持了高效的特異選擇性和聚集增強(qiáng)發(fā)光效率.Cur-N-BF2與Aβ多肽共孵育7 d后，可有效抑制其單體的纖維化聚集，同時TEM和CD表征結(jié)果也顯示探針能有效解聚Aβ纖維成球形和無定形的聚集物.神經(jīng)元細(xì)胞毒性實驗表明，Cur-N-BF2（100%）具有遠(yuǎn)優(yōu)于姜黃素（75.6%）和ThT（45.2%）的細(xì)胞存活率；APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠的腦片水平對Aβ具有高的選擇性和信噪比，有效提高神經(jīng)元細(xì)胞活力（從55.5%增至83.2%）.該AIE探針的構(gòu)建為開發(fā)具有神經(jīng)保護(hù)功能的雙功能Aβ診療探針提供了有力的支持.

Fig.10 Light?up detection,inhibiting fibrillation and promoting disassembly of Aβfibrils to protect neuronal cells by Cur?N?BF2 probe[57]

2.3 其它Aβ的診療策略

在上述療法的基礎(chǔ)上，研究人員開發(fā)了利用藥物小分子、基因藥物、免疫療法及光熱/光動力療法等多種新型治療手段［82~85］，豐富了Aβ診療模式.如利用納米診療劑組分、尺寸和功能靈活可調(diào)優(yōu)點的相關(guān)研究［86，87］.He等［88］通過水相自組裝法，將合成的AIE探針與二維MoS2基底進(jìn)行復(fù)合，構(gòu)建的納米復(fù)合物對Aβ42多肽有高達(dá)19倍的熒光增強(qiáng)響應(yīng)；AD小鼠體內(nèi)成像結(jié)果表明，該探針具有良好的穿透血腦屏障和標(biāo)記轉(zhuǎn)基因小鼠大腦中的Aβ斑塊的能力.Wang等［89］報道了一種靶向Aβ低聚物的Gd3+基納米診療劑，通過負(fù)載花青染料，不僅實現(xiàn)靶向Aβ低聚物和單體，而且能提高生物相容性/細(xì)胞膜通透性，降低毒性，提高BBB穿透和快速從肝臟和腎臟洗脫.核磁和熒光雙模態(tài)成像結(jié)果表明，該納米診療劑不僅能監(jiān)測不同年齡組AD小鼠腦內(nèi)Aβ寡聚體的含量變化，還能對Aβ纖維起到顯著抑制，實現(xiàn)對神經(jīng)元的保護(hù).另有一些研究基于Aβ形成的上游β分泌酶1（BACE1）靶點，設(shè)計對應(yīng)的納米診療劑.如，Zheng等［90］構(gòu)建了一種半乳糖修飾的高分子納米基因藥物，裝載能有效下調(diào)BACE1表達(dá)的siRNA.該納米藥物具有高的血液穩(wěn)定性和BBB滲透效率，通過siRNA技術(shù)高效沉默BACE1實現(xiàn)了AD的有效治療.

3 總結(jié)與展望

基于Aβ的特殊蛋白結(jié)構(gòu)，研究者們設(shè)計了一系列靶向診療探針分子.本文從檢測和治療兩個角度總結(jié)了化學(xué)調(diào)控與Aβ識別之間的規(guī)律和構(gòu)效關(guān)系，綜合評述了Aβ腦靶向診療分子的可控設(shè)計策略及其體內(nèi)外AD診療應(yīng)用.盡管該領(lǐng)域已取得一些初步的進(jìn)展，但其在活體體內(nèi)檢測方面還面臨著諸多的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：（1）顱骨對光具有較大的屏蔽，已有的Aβ近紅外分子屬于近紅外一區(qū)，波長仍較短，無法實現(xiàn)優(yōu)異的活體檢測效率，需開發(fā)具有更長波長和發(fā)光效率的近紅外二區(qū)診療分子；（2）近紅外二區(qū)探針通常分子量較大，血腦屏障穿越效率隨分子量的增加而下降，發(fā)展新型的探針穿越血腦屏障方式是未來研究的潛在重要方向；（3）在AD病灶區(qū)，Aβ斑塊常常伴隨著其它病理性變化，如ROS水平高和金屬離子（Cu2+，Zn2+和Fe3+）含量升高等，對Aβ進(jìn)行有效抑制的同時，調(diào)控這些指標(biāo)的水平對恢復(fù)腦正常功能具有重要意義.因此，未來仍需發(fā)展多元化的化學(xué)調(diào)控手段，豐富Aβ功能性探針的種類，構(gòu)建安全、高效的腦靶向診療一體化多功能探針是阿爾茨海默癥及其它神經(jīng)退行性疾病未來的發(fā)展方向.