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阿尔茨海默症(AD)是一种老年人常见的中枢神经系统退行性疾病。AD患者主要表现为认知功能的下降、记忆力逐渐衰退、行为及社交障碍、日常生活自理能力的逐渐下降及丧失。目前仍然缺乏可靠的早期诊断方法,使得AD患者错过早期药物干预、治疗的最佳时期。AD患者在临床诊断后3~9年内死亡,已成为继心脑血管疾病和癌症之后的第三大死因。因此,开发早期的AD诊疗剂对于疾病的延缓及治疗有着极大的理论意义及现实价值。本论文基于AD的发病机理,分别以磷酸化的Tau蛋白和金属离子诱导的Aβ聚集体为靶点,设计并合成了两类靶点选择性的小分子探针,并对其潜在的AD诊疗活性进行了较详细的研究。 第一章,对阿尔茨海默症的研究做了综述,主要包括AD的发病机理、AD的诊断及治疗方法。 第二章,设计并合成了一种新型的铽配合物(TC),通过时间分辨荧光技术,TC能够在缓冲体系和小鼠大脑匀浆中识别相邻位点双磷酸化的Tau蛋白多肽。TC是由铽发光中心和配体组成,以二乙基三胺五乙酸作为荧光的“报告单元”,两个8-氨基喹啉(8-AQ)基团作为“天线”-在“关闭”状态,由于8-氨基喹啉基团上的仲胺到喹啉间的PET作用使得TC荧光淬灭。而8-氨基喹啉一旦与Zn2+作用后,由于螯合增强荧光效应缓解了淬灭效应。继续向TC-Zn2+中加入相邻位点双磷酸化Tau蛋白(PDP)后,使得Zn2+与磷酸盐上的氧原子配位,拉近了喹啉基团与铽离子之间的距离,从而有利于高效地能量转移,最终增强了铽离子的荧光。通过实验结果显示,不仅在有Zn2+的水溶液中,TC对相邻位点双磷酸化的Tau蛋白多肽(TP3)有较好的荧光选择性,在C57BL/6J(B6)小鼠大脑匀浆液中,通过时间分辨荧光分析,其对PDP也能够高效的识别,可以作为潜在的AD诊断剂。 第三章,设计并合成了一个新型双功能的荧光螯合剂(TBT)。TBT由两个部分构成:金属离子螯合基团1,4,7,10-四氮杂环十二烷(cyclen)和Aβ靶向识别基团2-芳基苯并噻唑。结果显示,与Aβ的自聚集体相比,在缓冲液中TBT对金属离子诱导的Aβ40的聚集体有更高的亲和力,并对金属离子诱导的Aβ40的聚集体有解聚功能。另外,在AD小鼠大脑匀浆中,TBT也能够特异性地对金属离子诱导的Aβ40的聚集体有解聚作用,并且能通过自身荧光监测其解聚过程。TBT也可以降低金属-Aβ40的神经毒性,并有较强的血脑屏障穿透能力。基于TBT的特异性、神经保护能力及高效的血脑屏障穿透能力,它为AD的诊疗开辟了一种简便有效的全新方法。 第四章,基于上一章的实验结果,通过对TBT进行结构优化,设计并合成了一个新的荧光螯合剂BTTA。它能够对AD小鼠大脑内的Cu2+-Aββ聚集体进行解聚及荧光成像。BTTA由两个部分构成:cyclen环作为金属离子调控基团,苯并噻唑苯胺BTA作为成像基团。实验结果显示,BTTA能够特异性地靶向Cu2+-Aββ聚集体,并对其有解聚功能。由于BTTA的较好的荧光性质,能够通过荧光成像肉眼观察到AD小鼠大脑组织切片中的Aβ聚集体及监测其解聚过程。除此之外,BTTA能够降低细胞中Cu2+-Aβ聚集的神经毒性,并穿过小鼠血脑屏障。因此,BTTA可作为一个靶向Cu2+诱导的Aβ聚集体的AD潜在诊疗剂。