顶刊解读

Cell顶刊解读:迈向活体α-突触核蛋白成像的PET示踪剂新突破

来源: Cell发布于: 2025-10-20查看原文 →

研究挑战

由于缺乏能够穿透血脑屏障并特异性结合α-突触核蛋白聚集体的成像探针,导致帕金森病等“突触核蛋白病”难以在早期进行精准的在体诊断与病程监控。

解决方案

研究团队通过系统性的筛选与优化,成功开发出一种名为18F-F0502B的新型PET放射性示踪剂。该示踪剂在细胞、组织乃至非人灵长类动物模型中,均表现出对α-synuclein纤维聚集体极高的亲和力、特异性以及优异的药代动力学特性。

核心成果

  • 成功鉴定并验证了18F-F0502B作为一种极具潜力的α-突触核蛋白PET成像示踪剂。
  • 在体外人脑组织切片和活体恒河猴模型中,证实了该探针对α-突触核蛋白病理聚集的高度选择性。
  • 为启动人体临床试验,进而革新路易体病、帕金森病等疾病的诊断、药物开发和疗效评估铺平了道路。

研究背景介绍

路易体病是仅次于阿尔茨海默病的第二大神经退行性痴呆症,与帕金森病等同属于“突触核蛋白病”。其共同的病理特征是α-突触核蛋白(alpha-synuclein)的错误折叠与聚集。目前,确诊这类疾病的金标准仍依赖于尸检。因此,开发能够在活体(in vivo)大脑中特异性“点亮”这些病理蛋白的分子影像技术,对于实现早期诊断、精准治疗和新药研发至关重要。

从实验室到临床的α-突触核蛋白放射性配体开发流程图
从实验室到临床的α-突触核蛋白放射性配体开发流程图

核心挑战:穿越屏障,精准识别脑内靶点

开发理想的脑部成像探针面临着巨大挑战。首先,探针必须能有效穿过血脑屏障这一生理“关卡”;其次,它需要像精确制导的导弹一样,高度特异性地结合α-突触核蛋白聚集体,同时避免与其他蛋白结合;最后,探针在体内的代谢和清除速度也需恰到好处,以形成高信噪比的清晰图像。这正是该领域长期以来的技术瓶颈。

前沿技术路径与科辰星飞解决方案

论文中,研究者构建了从体外筛选、组织验证到活体动物模型测试的完整研发链条。虽然该研究最终聚焦于PET技术,但其前期的探针筛选和动物模型验证阶段,与荧光探针的研发路径异曲同工,尤其是在需要高灵敏度、深穿透的脑部成像研究中,先进的**小动物活体成像系统**扮演着不可或缺的角色。例如,在开发靶向α-突触核蛋白的荧光探针时,科辰星飞的 **NIR-Ⅱ AVIS 小动物近红外二区活体成像系统** 便能提供关键助力。其利用近红外二区(1000-1700 nm)荧光的独特优势,能够最大限度地减少组织自发荧光和散射干扰,实现对小鼠等模式动物脑内靶点的深层、高信噪比**小鼠活体荧光成像**。这对于验证新型靶向探针的入脑效率、分布特异性及清除动力学等关键参数至关重要。

利用 NIR-Ⅱ AVIS 小动物近红外二区活体成像系统 开展同类研究的核心思路

  • **高特异性NIR-II探针的筛选与优化:** 设计并合成靶向α-突触核蛋白聚集体、且在近红外二区波段高效发光的荧光探针,利用其高穿透性进行初步的活体药代动力学评估。
  • **病理动物模型的动态追踪:** 构建α-突触核蛋白病理的转基因小鼠模型,通过尾静脉注射探针后,使用NIR-Ⅱ AVIS系统进行非侵入式、长时程的活体动态成像,实时追踪探针穿越血脑屏障、在脑内靶向结合和清除的全过程。
  • **多模态成像验证与精准定位:** 将活体荧光成像结果与MRI或Micro-CT等解剖学成像进行融合,实现探针信号在脑内结构(如中脑、杏仁核)的精准定位。
  • **离体组织与免疫荧光共定位确认:** 活体成像结束后,获取脑组织进行冰冻切片,通过荧光显微镜观察探针信号是否与α-synuclein抗体免疫荧光信号高度共定位,为探针的靶向特异性提供金标准证据。
近红外二区小动物活体成像技术在脑科学研究中的应用示意图
近红外二区小动物活体成像技术在脑科学研究中的应用示意图

关键成果与科学意义

“开发用于α-突触核蛋白聚集体成像的放射性药物,具有革新路易体病诊断和治疗的巨大潜力。”

这项突破性研究为神经退行性疾病的精准诊疗打开了新的大门,也再次凸显了先进的**动物活体成像**技术在生命科学从基础研究走向临床应用过程中的核心驱动作用。无论是PET、MRI,还是以近红外二区荧光成像为代表的光学成像,功能强大的分子影像工具链正是将科学构想转化为临床现实的关键桥梁。科辰星飞致力于提供高性能、高稳定性的**活体成像系统**,赋能全球科研人员在脑科学、肿瘤学、新药研发等前沿领域不断取得新的突破。

实现同等级别研究的解决方案

本案例中提及的关键技术可通过以下 科辰星飞 产品实现

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