近日，上海科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院程冰冰課題組聯(lián)合羅宗化課題組在ACS Chemical Neuroscience 發(fā)表題為“Enhanced Positron Emission Tomography Imaging of β-Amyloid through Focused Ultrasound-Mediated Gallium-68 Radiotracer Delivery across the Blood-Brain Barrier” 的研究論文。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)利用聚焦超聲（FUS）技術(shù)，突破血腦屏障的限制，顯著提升了Ga-68放射性示蹤劑在阿爾茨海默癥（AD）模型小鼠腦的遞送效率，從而增強(qiáng)了β-淀粉樣蛋白的正電子發(fā)射斷層掃描（PET）成像分析（見(jiàn)圖1）。

圖1：FUS介導(dǎo)的Ga-68放射性顯像劑在A(yíng)D動(dòng)物模型中的應(yīng)用

阿爾茨海默癥是以β-淀粉樣蛋白斑塊沉積為特征的神經(jīng)退行性疾病，早期、精準(zhǔn)的β-淀粉樣成像對(duì)疾病診斷至關(guān)重要?，F(xiàn)有的C-11或F-18放射性顯像劑受制于半衰期短或生產(chǎn)成本高等問(wèn)題。相比之下，Ga-68具有無(wú)需回旋加速器、成本低廉、適合臨床普及的優(yōu)勢(shì)，但多數(shù)Ga-68探針因難以跨越血腦屏障，在腦成像中的應(yīng)用受限。

為解決這一難題，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)利用FUS聯(lián)合微泡對(duì)血腦屏障進(jìn)行定點(diǎn)（海馬組織）可逆開(kāi)放，實(shí)現(xiàn)了新型Ga-68標(biāo)記β-淀粉樣蛋白結(jié)合探針， [⁶⁸Ga]STZL4110，高效進(jìn)入腦組織并顯像。PET成像結(jié)果顯示，在A(yíng)D模型小鼠中，F(xiàn)US處理使右海馬的放射性顯像劑攝取量相比未處理側(cè)提高了74%，顯著增強(qiáng)了β-淀粉樣蛋白的顯像對(duì)比度（見(jiàn)圖2）。組織學(xué)和免疫染色結(jié)果表明，該方法安全可靠，不會(huì)引發(fā)明顯的炎癥反應(yīng)或組織損傷（見(jiàn)圖3）。

圖2：FUS介導(dǎo)的鎵-68顯像劑遞送在AD小鼠模型中的PET成像

圖3：FUS介導(dǎo)BBB開(kāi)放的安全性驗(yàn)證

研究顯示，FUS聯(lián)合Ga-68顯像劑不僅改善了傳統(tǒng)Ga-68放射性示蹤劑跨越BBB的限制，還拓展了FUS在腦部PET顯像劑遞送中的應(yīng)用，為早期A(yíng)D的診斷提供了一種潛在的影像學(xué)新策略。未來(lái)，該技術(shù)有望進(jìn)一步推動(dòng)Ga-68 PET在腦部疾病診斷與治療效果評(píng)估中的廣泛應(yīng)用。

上?？萍即髮W(xué)羅宗化教授、程冰冰教授和趙簡(jiǎn)教授為共同通訊作者。程冰冰課題組博士研究生李雯婧、羅宗化課題組博士研究生查小川、碩士研究生張瀟雨為共同第一作者。該研究還得到了中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院徐明教授的支持。上海科技大學(xué)為第一完成單位。

論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acschemneuro.5c00476