12月5日，國際著名學術(shù)期刊《J. Am. Chem. Soc.》在線發(fā)表了東南大學生物科學與醫(yī)學工程學院梁高林教授課題組的研究成果，文章標題為《Dual Aggregations of a Near-Infrared Aggregation-Induced Emission Luminogen for Enhanced Imaging of Alzheimer’s Disease》。該項研究報道了一種智能“雙重聚集”型熒光探針，其在神經(jīng)炎性細胞高表達的半胱氨酸蛋白酶-1（Cas1）的特異性剪切下原位自組裝，從而使染料分子QMT“雙重聚集”發(fā)光，實現(xiàn)對阿爾茨海默癥的增強近紅外熒光成像分析。

聚集誘導發(fā)光通常通過AIEgen的“單重聚集”實現(xiàn)“點亮”的熒光成像。AIEgen的“雙重聚集”可進一步提高成像信號強度和靈敏度，卻鮮有文獻報導。基于此，梁高林教授課題組設計了一種近紅外探針AIEgen Ac-Trp-Glu-His-Asp-Cys(StBu)-Pra(QMT)-CBT（QMT-CBT），其在Cas1激活下，發(fā)生CBT-Cys點擊反應形成環(huán)狀二聚體QMT-Dimer（第一次聚集）并組裝成納米顆粒（第二次聚集），“點亮”并增強AIE信號以實現(xiàn)阿爾茨海默癥的高靈敏熒光成像（見下圖）。分子動力學模擬結(jié)果證實，與對照化合物Ac-Trp-Glu-His-Asp-Cys(tBu)-Pra(QMT)-CBT（QMT-CBT-Ctrl）相比，QMT-NPs中的QMT分子之間的堆疊更加緊密。體外、細胞和活體實驗結(jié)果表明，QMT在“雙重聚集”態(tài)中的熒光強度比其在“單重聚集”態(tài)中的熒光強度分別增強了1.9、1.7和1.4倍。該智能熒光“雙重聚集”型探針有望在將來應用于臨床阿爾茨海默癥的早期診斷。

該論文共同第一作者為東南大學生醫(yī)學院博士生徐玲玲、南京大學化學化工學院副研究員高杭博士和東南大學副研究員占文俊博士。東南大學首席教授梁高林教授為唯一通訊作者。該工作在國自然重點項目和面上項目的資助下完成，并得到了南京大學徐靜娟教授的大力支持和幫助。