近日，国际权威学术期刊《Nature Protocols》以“Preparation of near-infrared AIEgen-active fluorescent probes for mapping amyloid-β plaques in brain tissues and living mice”为题，在线报道了我校化学与分子工程学院、材料生物学与动态化学前沿科学中心郭志前教授课题组在建立淀粉样蛋白β（Aβ）斑块活体检测标准方法取得的研究突破。
神经退行性疾病与蛋白质错误折叠和病理积累息息相关。其中，阿尔茨海默症（AD）是一种起病隐匿的神经系统退行性疾病，也是痴呆症最常见的病症类型。值得注意的是，Aβ斑块积累是阿尔茨海默症最为显著的病理特征，因此开发可视化的荧光探针检测Aβ斑块对阿尔茨海默症的早期诊断至关重要。半个世纪以来，硫黄素衍生物（ThT或ThS）作为检测Aβ斑块的“金标准”染料，已被广泛用于AD大脑组织切片染色。然而，这类染料具有浓度猝灭、信噪比低和血脑屏障（BBB）穿透性差等显著缺陷，难以对Aβ斑块进行活体成像检测。特别是如何克服染料延伸波长的亲脂性需求与实现Aβ点亮型检测之间的矛盾是目前亟待解决的科学问题。
针对现有商业染料ThT的固有缺陷，本工作提出理性“step-by-step”分子设计策略并建立了标准化检测及成像应用方法：（1）引入亲脂性噻吩桥连单元延伸发射波长至近红外区域，并满足穿透血脑屏障的亲脂性需求；（2）利用本组聚集诱导发光母体喹啉腈克服染料浓度猝灭问题；（3）优化亲水性磺酸盐基团取代位置，以保证探针分子在结合Aβ斑块前处于荧光off状态。基于该策略发展的QM-FN-SO3探针具有荧光波长长、检测信噪比高、Aβ亲和力好、BBB穿透性优异的特点，成功实现对小鼠大脑中Aβ斑块的近红外荧光标记。该探针有望代替市售染料ThT进行高保真度组织学染色，在阿尔茨海默症新药筛选和药理研究中显示出巨大潜力，并已经在Sigma-Aldrich、百灵威等公司商品化销售。
该研究工作主要由特聘副研究员燕宸旭在郭志前教授的指导下完成，并得到了田禾院士、朱为宏教授的悉心指导。该研究工作得到了材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心、国家杰出青年基金、上海市“科技创新行动计划”启明星项目等支持。
论文信息：Chenxu Yan, Jianfeng Dai, Yongkang Yao, Wei Fu, He Tian, Wei-Hong Zhu & Zhiqian Guo*, Nat. Protoc., 2023, 10.1038/s41596-022-00789-1.
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41596-022-00789-1
Nature Portfolio Communities推送链接：https://chemistrycommunity.nature.com/posts/preparation-of-near-infrared-aiegen-active-fluorescent-probes-for-mapping-amyloid-plaques-in-brain-tissues-and-living-mice-ff3bafb1-e92f-48ca-85bb-815695a87e18