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阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种起病隐匿、进行性发展的神经系统退行性疾病。到目前为止,仍然没有有效的治疗手段。在过去的近三十年中,研究者们普遍认为脑内β样淀粉蛋白(ammyloid-β,Aβ)是AD发病的主要原因,但是至今靶向Aβ的治疗都无法逆转AD或延缓病情的进展,Aβ单克隆抗体solanezumab和bapineuzumab在III期临床实验中的失败,更加深了研究者对该方向研究出路的怀疑。Tau蛋白是体内含量最高的微管相关蛋白,在外周和中枢神经系统中含量丰富,研究表明,tau的病理发展过程与AD认知损伤程度密切相关,有可能作为AD潜在的治疗靶点。18F-T807 PET可以靶向tau蛋白进行活体显像,T807为咔唑类似物,已有研究证明其可以靶向tau蛋白,为tau蛋白靶向提供了可靠的依据;此外,亚甲蓝(methylen blue,MB)为一种氧化还原剂,可以抑制tau蛋白的聚集;纳米氧化铈(ceriananocrystals,CeNC)具有自催化活性,可以有效清除体内氧自由基,目前已经在生物医学领域得到了广泛应用;纳米氧化铁(iron oxide nanocrystals,IONC)可以缩短弛豫时间,有助实现MRI显像,增强组织对比度;介孔二氧化硅(mesoporous silica nanoparticles,MSN)为良好的药物输送载体;NOTA做为一种螯和剂可以与68Ga结合实现PET显像。为此,本研究构建了 MB包载的介孔硅介导的新型纳米复合材料CeNC/IONC/MSN-T807,利用冈田酸(okadaicacid,OA)作为细胞和动物水平tau蛋白磷酸化的诱导工具,力求实现靶向tau蛋白AD诊疗一体化。经体外水平实验证实,该纳米复合材料联合CeNC和MB可以有效抑制线粒体的氧化应激,靶向高度磷酸化tau蛋白,抑制磷酸化tau蛋白的聚集;动物体内实验证实,其可以保护神经元,缓解炎性反应,改善AD症状。该纳米复合材料为tau靶向治疗AD提供了新的探索研究思路。本论文研究主要内容和结论概括如下:第一部分本项研究首次成功地将MSN表面修饰有超小型IONC、超小型CeNC,并通过螯合剂NOTA接上氨基-T807,得到一种介孔硅介导的新型多功能纳米复合材料CeNC/IONC/MSN-T807,并证明其可以包载MB。经过电镜等多项表征,证明了该多功能纳米复合材料具有良好的分散性和稳定性,为进一步细胞和动物实验奠定了基础。该纳米复合材料因含有IONC,并因接有NOTA而可能被放射性核素标记,从而有望实现tau靶向的MRI和PET双模态活体显像,对AD的发生发展进行可视化监测;同时,该纳米复合材料因含有CeNC而具有抗氧化作用,此外,MSN纳米粒子可以包载AD治疗药物MB,有望实现对病灶的联合靶向治疗,从而达到诊疗一体化的目的。第二部分该部分在体外水平对CeNC/IONC/MSN-T807-MB进行了多方面的实验研究,从细胞水平证实了 CeNC/IONC/MSN-T807-MB不仅具有tau靶向性,还可以清除氧自由基,抑制tau蛋白的磷酸化;硫黄素染色法验证了该纳米复合材料可以抑制tau蛋白纤维的形成;蛋白印迹和RT-PCR实验进一步验证了该纳米复合材料通过激活Akt/GSK-3β通路,调节凋亡相关蛋白如Bax,Caspase-3,抑制tau病理过程的发展,阻止细胞凋亡,保护神经细胞。第三部分在该部分,所合成的纳米复合材料不仅可以被用于MRI的显像,还可以被68Ga标记作为PET显像剂,经AD样大鼠海马原位注射证实氨基-T807修饰的纳米复合材料较未修饰的纳米复合材料在tau蛋白磷酸化部位滞留能力强,免疫组化实验证实,CeNC/IONC/MSN-T807-MB可以缓解病灶处星型胶质细胞和小胶质细胞的炎性增生。Morris水迷宫行为学研究证实CeNC/IONC/MSN-T807-MB可有效改善AD样大鼠学习记忆功能障碍。因此,本研究有望为tau靶向AD治疗提供新的实验思路。