浙大李方园/上海交大凌代舜AM： T1-T2可切换纳米探针用于帕金森病的早期精确诊断

α-突触核蛋白（α-syn）低聚物在帕金森病（PD）的病理学中起着核心作用。实现体内α-syn寡聚物的准确检测为PD的早期精确诊断提供了一条很有前景的途径。而磁共振成像（MRI）具有非侵入性和特殊的组织穿透性，为体内观察α-syn低聚物提供了有力的工具。尽管如此，确保诊断的特异性仍然是一项艰巨的挑战。

在本研究中，浙江大学李方园副教授和上海交通大学凌代舜教授等人介绍了一种新型MRI探针（ASOSN），它包含用单链片段可变（scFv）抗体功能化的高灵敏度反铁磁性纳米颗粒，使其具有识别和结合α-syn低聚物的能力，并可触发T1-T2 MRI信号的转换。值得注意的是，ASOSN具有在体内准确区分α-顺式寡聚物和神经炎症的独特能力。此外，ASOSN有助于对生命系统中对内源性α-syn寡聚物进行非侵入性和精确的可视化。这一创新设计预示着α-顺式寡聚物非侵入性可视化策略的发展，标志着PD早期精确诊断的进步。相关工作以“Alpha-Synuclein Oligomers Driven T1-T2 Switchable Nanoprobes for Early and Accurate Diagnosis of Parkinson's Disease”为题发表在Advanced Materials。

【文章要点】

ASOSN由反铁磁性纳米颗粒组成，这些磁性纳米颗粒进一步用单链片段可变（scFv）抗体修饰，其CDR3区与α-syn寡聚物的Val 71和Val 77疏水性相互作用，可实现对α-syn低聚物的特异性识别。在不存在α-syn低聚物的情况下，ASOSN保持分散状态。而在添加α-syn低聚物后，由于scFv抗体的CDR3区域与α-syn低聚物的片段71和77中的缬氨酸残基之间的疏水性相互作用，导致了功能化ASOSN的单链抗体的显著组装，从而形成了ASOSN组装体（图1）。

图1 ASOSN

而进一步的实验也显示，在正常脑组织和神经炎症病变中，ASOSN保持稳定解组装的状态，导致MRI信号变化最小。然而，ASOSN在暴露于α-syn低聚物时发生了显著的转变。在α-syn低聚物高水平表达的病变中，ASOSN聚集以响应分子相互作用，导致弛豫率（r2/r1）显著增加，并出现T2造影行为。MRI信号中的这种动态转变，可使得T1-T2开关行为变得更加明显。相反，当将ASOSN应用于炎症部位时，所产生的MRI信号变化最小，特别是在T1加权MRI中，这是由于小胶质细胞摄取ASOSN导致的分子相互作用较小。这种区别能够有效地区分α-突触低聚物病变和神经炎症病变。因此，T1-T2可切换的MRI信号促进了内源性α-syn寡聚物在体内的非侵入性检测和精确定位（图2），允许实时监测PD中的病理性蛋白质演变。

图2 MRI实时监测

文献链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202310404