淀粉样多肽纤维化的有效调制超分辨显微成像研究

阿尔茨海默症（AD）是一种进行性神经退行疾病。其临床表现为：不同程度的记忆力丧失，语言困难，认知力降低，人格及行为和情感活动异常，进行性智力障碍，以至于生活不能自理，完全呆傻，最后全身衰竭，并发感染而死亡。目前只有5个关于神经递质的AD药物得到FDA批准，而且这些药物仅能缓解AD症状，不能改善脑神经损伤的情况。因此，开发具有抑制效果的功能性纳米材料，有效抑制多肽的聚集对神经类疾病的治疗具有重要的生物医学意义。此外，实现对纤维聚集过程的可视化，尤其是在高分辨率的条件下对于纤维化机理的研究及功能分子或纳米颗粒的开发具有重要的指导意义。超分辨成像技术突破了传统光学显微镜的衍射极限，能够实现复杂样本下的生物精细结构的进一步可视化，得到了研究者的广泛推崇。这一成像技术对于纤维组装机理的可视化研究具有重要的推动意义。

近日，南开大学的肖乐辉研究员（点击查看介绍）团队通过纳米共沉淀的方法制备了一种小尺寸、带正电荷的共轭聚合物纳米颗粒。该纳米颗粒能够有效抑制纤维单体的聚集，具有重要的生物学意义。与此同时，该纳米颗粒还具有较好的光物理特性，如：较多的光子数、一定的光学闪烁性、较低的占空比等，这些光物理特性使得其能够应用于超分辨成像研究。通过对纤维生长以及抑制过程的超分辨成像，实验发现，当纳米颗粒占据成熟纤维两端的生长位点时，纤维的生长受到抑制；当纳米颗粒仅结合于成熟纤维的骨架时，纤维的生长不受影响。

图1. 基于共轭聚合物纳米颗粒光学闪烁性对纤维进行超分辨成像的原理图。

相关成果近期发表在Analytical Chemistry 上。

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Efficient Modulation of β-Amyloid Peptide Fibrillation with Polymer Nanoparticles Revealed by Super-Resolution Optical Microscopy

Zhongju Ye, Lin Wei, Yiliang Li, Lehui Xiao*

Anal. Chem., 2019, DOI: 10.1021/acs.analchem.9b01877

作者简介

肖乐辉，男，南开大学化学学院研究员，博士生导师。主要围绕分子识别、动态示踪以及时空分辨测量在单分子、单颗粒层面开展研究工作。发展了具有单分子灵敏度的单颗粒显微测量技术用于疾病关联标志物的化学测量，开发了单颗粒三维取向测量显微成像技术用于纳米载体颗粒与磷脂膜相互作用动态观察，实现了纳米尺度化学反应过程的时空分辨测量。发表一作及通讯SIC论文60余篇，包括 J. Am. Chem. Soc. (1篇)、Angew. Chem. Int. Ed. (3篇)、Chem. Sci. (3篇)以及Anal. Chem. (20篇)。2013年先后获湖南省科技厅杰出青年科学基金以及教育部新世纪优秀人才支持计划资助；2015年获国家自然科学基金优秀青年科学基金资助，霍英东青年教师奖；2016年入选南开大学百名青年学科带头人培养计划。目前担任《中国化学快报》青年编委。

课题组网址：

https://www.xiaolhlab.cn/

https://www.x-mol.com/groups/xiaolab2016