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责编︱王思珍
阿尔茨海默病（AD）是一种复杂的神经退行性疾病，其病理改变复杂多样。如何对其病理进行实时成像示踪是诊断与监测的科学前沿问题。在AD患者的大脑中，铜离子代谢出现紊乱，异常状态的铜离子与Aβ纤维相互作用，促进Aβ转变为不可溶纤维状聚集物，进而形成淀粉样斑块。此外，铜离子的异常还可能加剧氧化应激反应，产生过多的活性氧（ROS），对神经元造成损伤，加速疾病的进展。因此，利用大脑中铜离子的异常态设计AD病理可视化成像探针是个可行思路。 近日，广州医科大学神经科学研究所、附属第二医院神经内科刘军教授团队合作在Chemical Engineering Journal（一区TOP期刊，影响因子13.4）发表题为“Near-Infrared II ratiometric photoacoustic imaging of copper ions in Alzheimer’s disease mice by using biomineralized nanoprobes”的研究论文。研究设计了一种新型光声成像探针，巧妙地利用阳离子交换机制，将ZnS-ICG 转化为CuS-ICG，大幅增强了近红外 II 区（NIR-II）的吸光度，成功实现了高深度、高对比度比率光声成像，这项研究成果对于理解AD 病理和开发治疗策略至关重要，为AD的诊断和靶向治疗开辟了广阔前景。本研究中，刘军教授团队合作开发的新型成像探针成功克服了单波长激发光声成像易受背景干扰、成像深度不足等局限，利用生物矿化的吲哚菁绿负载ZnS探针（ZnS-ICG NPs），迅速与铜离子发生阳离子交换，形成CuS-ICG NPs，展现出高灵敏度、高特异性的铜离子检测能力，同时具有超广线性检测范围。在动物模型中，ZnS-ICG NPs还可高效通过脑膜淋巴管进入大脑，快速到达阿尔茨海默病的关键部位——海马区。![]()
图1：ZnS-ICG NPs的阳离子交换反应对NIR-II比例PA成像特性的影响。更为重要的是，该探针成像深度达6mm，兼具高分辨率，能够清晰地实现对AD小鼠模型中铜离子的高对比度成像。此外，这一新型探针还展现出令人瞩目的神经保护特性。不仅可降低氧化应激，减少细胞内活性氧的产生，还可增强神经元活力，起到神经保护作用，从而构建出一个AD诊疗一体化体系。图2：ZnS-ICG NPs通过MLV通路向大脑传递的体内近红外荧光成像。图3：ZnS-ICG NPs通过阳离子交换反应的神经保护作用。本研究研发的ZnS-ICG NPs作为首个用于实时成像示踪AD病理的NIR-II比率光声探针，可通过脑膜淋巴管途径快速穿越血脑屏障，实现向大脑海马区的高效靶向输送。其独特的阳离子交换机制使其能够与铜离子发生反应，进而实现高灵敏度、高对比度的NIR-II比率光声成像，同时还具备神经保护作用。这一成果有助于深入理解AD病理，是神经影像学和AD研究领域的一项重要进展。原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724101696
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