發(fā)布時間：2020-11-18 14:59

　　 阿爾茲海默癥(Alzheimer's disease,AD)是一種常見的起病隱匿、進行性發(fā)展的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。AD患者主要臨床表現(xiàn)為學(xué)習(xí)記憶和日常生活能力受損。2018年世界阿爾茲海默癥報告顯示,目前世界上約有5000萬AD患者,預(yù)計到2050年,患者總數(shù)將達1.52億人,給家庭和社會帶來沉重負擔(dān)。AD特征性神經(jīng)病理改變包括β淀粉樣蛋白(amyloid β,Aβ)沉積形成老年斑和Tau蛋白過度磷酸化所致神經(jīng)原纖維纏結(jié)(neurofibrillary tangles,NFTs)。目前靶向Aβ的多項臨床試驗無法延緩或阻止疾病進展,而Tau蛋白高度磷酸化聚集形成的NFTs與認知功能改變密切相關(guān),有可能成為AD潛在的治療靶點。18F-AV-1451 PET分子影像可以無創(chuàng)、動態(tài)、靈敏地反映活體組織Tau蛋白病理生理變化過程、監(jiān)測疾病進展,為Tau蛋白靶向療法提供準確量化的影像學(xué)證據(jù)。近年來,無機納米材料因其具有較好的穩(wěn)定性和成像、抗氧化及藥物遞送等性能而成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點,被應(yīng)用于多種動物疾病模型,特別是神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病的診斷和治療研究中。然而,關(guān)于無機納米材料在AD靶向治療及診治一體化上的研究卻少有報道。因此我們提出,將無機納米材料與抗雙螺旋纖維 tau(paired helical filament-tau,PHF-tau)單克隆抗體結(jié)合,構(gòu)建靶向Tau 蛋白的新型納米復(fù)合物,可以改善AD模型大鼠的認知功能,延緩AD的病理進展。同時,利用18F-AV-1451 PET分子影像進行AD活體精確診斷和納米復(fù)合物療效評估,為AD精準診治提供新的思路和方法。本研究創(chuàng)新性地在磁性介孔硅納米粒子(magnetic mesoporous silica nanoparticles,MMSN)與氧化鈰納米粒子(cerium oxide nanoparticles,CeONP)構(gòu)成的非靶向納米復(fù)合物(untargeted nanocomposites,UTNC)表面共價偶聯(lián)抗PHF-tau單克隆抗體AT8,得到AT8修飾的靶向納米復(fù)合物(targeted nanocomposites modified with AT8,TNC-AT8)。通過透射電鏡和X線能譜分析對TNC-AT8的形貌和組成進行表征,發(fā)現(xiàn)TNC-AT8是一種粒徑小的單分散球形納米顆粒,具有氧、硅、鐵、鈰等各元素的特征性吸收峰;SDS-PAGE凝膠電泳證實了 AT8抗體成功高效地連接至納米復(fù)合物表面;MRI測試發(fā)現(xiàn)TNC-AT8具有良好的T2造影性能;細胞毒性實驗表明,TNC-AT8對SH-SY5Y神經(jīng)元樣細胞毒性低,生物相容性良好。為進一步探討新型納米復(fù)合物TNC-AT8用于AD診治一體化的可能性,我們在細胞和動物水平上進行了以下實驗:在細胞水平,免疫熒光及蛋白印跡結(jié)果表明,TNC-AT8作用于岡田酸(okadaic acid,OA)誘導(dǎo)的AD細胞模型后,引起自噬相關(guān)蛋白LC3B和LAMP 1表達增高,通過誘導(dǎo)自噬機制清除胞內(nèi)磷酸化Tau蛋白(phosphorylated tau,p-tau)、促進p62蛋白在溶酶體中發(fā)生降解,從而顯著降低胞內(nèi)p-tau水平;透射電鏡觀察到胞內(nèi)存在大量自噬小體結(jié)構(gòu);活細胞熒光成像結(jié)果顯示,TNC-AT8還能通過清除線粒體活性氧,緩解氧化應(yīng)激損傷。在動物水平,通過側(cè)腦室注射TNC-AT8評價其對OA誘導(dǎo)的AD大鼠模型的診治效果。18F-AV-1451 microPET/CT活體顯像發(fā)現(xiàn),TNC-AT8可選擇性靶向并顯著清除AD大鼠病灶海馬區(qū)的PHF-tau;Morris水迷宮結(jié)果表明,TNC-AT8能明顯改善AD大鼠的空間學(xué)習(xí)和記憶能力;免疫組織化學(xué)染色結(jié)果提示,TNC-AT8能抑制AD病灶海馬炎性膠質(zhì)增生、保護神經(jīng)元;活體MRI及離體ICP-MS發(fā)現(xiàn),TNC-AT8可靶向并滯留于病灶海馬,用做AD大鼠的腦部MR成像。因此,TNC-AT8不僅可以靶向Tau蛋白治療AD,還能在體可視化病灶海馬,從而實現(xiàn)AD診治一體化。綜上所述,本研究開發(fā)的靶向Tau蛋白的新型納米復(fù)合物TNC-AT8具有良好的生物相容性,在細胞水平能通過誘導(dǎo)自噬有效清除毒性PHF-tau。18F-AV-1451 PET分子影像可用于時空動態(tài)評估TNC-AT8在大鼠腦內(nèi)實現(xiàn)AD診治一體化。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：R749.16;R318.08
【部分圖文】：

位論文?正文狀位圖像上勾選感興趣腦區(qū)（Ｒｅｇｉｏｎ?ｏｆ?ｉｎｔｅｒｅｓｔ，?ＲＯＩ），本實海馬和小腦（小腦幾乎不攝取１８Ｆ－ＡＶ－１４５１，故設(shè)為為參照腦數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)分析，數(shù)值表示為海馬與小腦標準攝ｐｔａｋｅ?ｖａｌｕｅ?ｒａｔｉｏ，?ＳＵＶＲ）〇??

?０＾?ＣｅＯＮＰ?ＮＨ２－ＰＥＧ－ＣＯＯＨ?一表?ＡＴ８??圖３．１ＴＮＣ－ＡＴ８納米抗體復(fù)合物合成示意圖。磁性介孔硅納米粒子（ＭＭＳＮ）與氧化鈰納米??粒子（ＣｅＯＮＰ）組裝得到非靶向納米復(fù)合物（ＵＴＮＣ），在ＵＴＮＣ表面修飾靶向ＰＨＦ－ｔａｕ的??ＡＴ８抗體得到靶向納米復(fù)合物（ＴＮＣ－ＡＴ８）。??ＭＭＳＮ?ＣｅＯＮＰ?ＴＮＣ－ＡＴ８??ｆｔ?？?＊?■?＂？ＶＩ＃?秦??圖３．２磁性介孔硅納米粒子（ＭＭＳＮ）、氧化鈰納米粒子（ＣｅＯＮＰ）和由它們構(gòu)成的并在表??面修飾ＡＴ８抗體的靶向納米復(fù)合物（ＴＮＣ－ＡＴ８）的ＴＥＭ圖。??３０??

ｆｔ?？?＊?■?＂？ＶＩ＃?秦??圖３．２磁性介孔硅納米粒子（ＭＭＳＮ）、氧化鈰納米粒子（ＣｅＯＮＰ）和由它們構(gòu)成的并在表??面修飾ＡＴ８抗體的靶向納米復(fù)合物（ＴＮＣ－ＡＴ８）的ＴＥＭ圖。??３０??
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本文編號：2888847