港中深唐本忠院士/河大师冰洋教授/王杰菲副教授 Angew：新型近红外AIE用于阿尔茨海默症的体内诊疗一体化

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阿尔茨海默病（AD）是一种最常见的神经退行性疾病，β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块的沉积是AD的关键病理特征，导致严重的神经毒性及认知、行为障碍。至今仍缺少有效的体内检测探针及逆转该疾病的药物。

香港中文大学(深圳)的唐本忠院士、河南大学-麦考瑞大学生物医学联合创新中心的师冰洋教授和王杰菲副教授在Angew. Chem. Int. Ed.期刊上发表了题为“Near-Infrared Aggregation-Induced Emission Luminogens for In Vivo Theranostics of Alzheimer’s Disease”的文章。如图1所示，该研究利用分子工程设计思路，受脑靶向分子需要小分子量和合适亲脂性的启发，设计小分子量（401.6）探针DNTPH分子，引入二烷基氨基电子供体，噻吩桥接单元扩展π共轭骨架，引入芳香转子实现近红外聚集增强发光（AIE）。一方面有利于克服淬灭效应，实现高信噪比；另一方面，DNTPH平衡了亲/疏水性，得到了合适的亲脂性(cLogP = 1.21)，有效提升分子的血脑屏障穿透和高特异性结合Aβ原纤维。分子对接结果表明两者通过疏水作用，π-π相互作用力等，实现特异性结合和扰乱Aβ自组装过程，实现纤维化抑制的目的，首次实现AD的体内诊疗一体化。

图1. (A) 基于亲疏水平衡策略设计的近红外AIE分子DNTPH及其对照分子；(B) DNTPH的BBB穿透、诊疗一体化示意图。

图2. 在7月龄的APP/PS1 AD小鼠模型上对Aβ斑块的活体示踪成像。

首先，通过活体成像对AD小鼠大脑中的BBB穿越和Aβ斑块进行了检测。DNTPH仅在注射后30分钟时即可观察到高效的BBB穿透，展现出比传统的PiB探针更高（近15倍）的信号（图2A）。离体切片实验确认了DNTPH对脑部Aβ斑块的特异性检测能力（图2B,C）。同时，验证了DNTPH可用于AD小鼠脑部长达5天的长效追踪成像（图2D,E）。结果表明DNTPH治疗显著减少了AD小鼠大脑中的Aβ斑块，并体现出有效代谢出体外的安全性。

图3. 经过DNTPH给药治疗后，对AD小鼠的系列行为学实验结果。

进一步，为了验证DNTPH分子对AD鼠认识行为改善。如图3所示，经过一个疗程的给药治疗后，体内系列行为学实验（筑巢实验，新物体识别实验和水迷宫实验）结果表明AD小鼠表现出较好的记忆及认知恢复。该成果充分展示了工程化设计的AIE诊疗分子在阿尔茨海默病的早期诊断和有效治疗方面具有巨大潜力和临床转化价值。

文章的第一作者是香港科技大学的张天富博士和河南大学的陈晓宇硕士。论文通讯作者为香港中文大学（深圳）的唐本忠院士、河南大学的师冰洋教授和王杰菲副教授。

参考文献：

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. Ed. 2022, e20221155. 

https://doi.org/10.1002/anie.202211550

作者简介：

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唐本忠，香港中文大学（深圳）教授，现任理工学院院长、中国科学院院士、发展中国家科学院院士、亚太材料科学院院士、国际生物材料科学与工程学会联合会生物材料科学与工程Fellow（生物材料科学与工程终身荣誉称号）、英国皇家化学会会士、中国化学会会士。作为AIE概念的提出者和研究的引领者，唐本忠院士发表论文1600余篇，被引用15万余次，h指数173。自2014年以来，连续入选化学和材料双领域高被引用科学家。唐本忠教授先后获得多项荣誉及奖励，如国家自然科学一等奖（2017），何梁何利科学与技术进步奖（2017）、第27届夸瑞兹密国际科学奖（2014）、美国化学会高分子学术报告奖（2012）、国家自然科学二等奖（2007）、裘槎高级研究成就奖（2007）、中国化学会高分子基础研究王葆仁奖（2007）和爱思唯尔出版社冯新德聚合物奖（2007）等。

师冰洋，河南省二级教授，河南大学药学院院长，国家重点研发计划青年项目首席科学家，中组部海外高层次青年人才。获霍英东教育基金会高等院校青年科学家二等奖、河南省学术技术带头人、河南省优秀青年科技专家、河南省青年五四奖章等荣誉奖项。从事纳米载体血脑屏障穿越机理及脑靶向生物纳米药物研制方面的研究工作。主持国家级省部级项目10项（包括国自然4项、科技部项目1项、中原基础研究领军人才1项、省创新团队1项）。已发表SCI论文100余篇，获批发明专利23项。

王杰菲，河南大学生命科学学院，副教授，主要从事脑部疾病的近红外诊疗技术研究。获批国家自然科学面上基金、国家博新计划等11项科研项目支持。发表SCI论文17篇，授权发明专利10项。参与获得河南省自然科学奖二等奖、河南省科技成果奖一等奖等多项奖励。

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