论文总字数：17572字

摘 要

阿尔茨海默症（AD）是老年痴呆症的最突出、典型的一类，是一种进行性神经退变性疾病，其病症主要表现在认知能力出现阻滞，人体行为功能出现损伤。AD的主要神经病理学特征包括β-淀粉样蛋白（Aβ）的细胞外沉积，以及Tau蛋白过磷酸化，在细胞内的聚集最终导致神经纤维缠结（NFTs）。

在病理过程中，由于Aβ的产生和清除之间失去平衡导致Aβ浓度的增加引起AD患者脑中的变化。Aβ聚集体特别是寡聚体的神经毒性能导致神经元死亡和认知功能障碍，被一致认为是导致AD的主要原因，而且Aβ的寡聚早在AD临床症状出现前既已发生。研究证明，AD突触缺失的水平和可溶性的Aβ寡聚体显示出线性关系，因此Aβ寡聚体有希望作为AD早期诊断的生物标志物。本论文设计、合成了一个新的小分子荧光探针，通过荧光强弱的变化来识别与检测Aβ寡聚情况，为AD的早期诊断提供新的思路。

第一章，介绍了阿尔茨海默症的现状，病理研究，综述了Aβ寡聚体的毒性机制以及检测技术。

第二章，设计并合成了一个由2-苯基苯并噻唑类Aβ靶向基团和丹磺酰类荧光指示基团构成的Aβ寡聚体荧光探针BTS。

第三章，对合成出来的BTS进行表征，并通过与不同聚集程度的Aβ聚集体作用后的荧光对比发现BTS能够选择性识别Aβ寡聚体。与不同浓度的Aβ寡聚体作用后的荧光强度对比，找到与BTS作用的最佳蛋白浓度。

关键词： 阿尔茨海默病 荧光探针 Aβ寡聚体

Design and Synthesis of A Fluorescence Probe for Amyloid peptide Oligomer

Abstract

Alzheimer's disease (AD)，the most prominent and typical class of dementia，is a progressive neurodegenerative disease. The disease is mainly manifested in the obstruction of cognitive ability and the damage of human behavior. The major neuropathological markers of AD include extracellular deposition of β-amyloid (Aβ), and Tau protein hyperphosphorylation, which eventually leads to neurofibrillary tangles (NFTs).

It is believed that the loss of balance between the production and clearance of Aβ may lead to the increase of Aβ in the pathogens，which result in the changes of AD brain. The neurotoxicity of Aβ aggregates, especially oligomers, can induce neuronal death and cognitive dysfunction, which is considered to be the leading cause of AD, and the oligomerization of Aβ has occurred before AD clinical symptoms. Studies have shown a linear relationship between the level of synaptic deletions of AD and the soluble Aβ oligomers. Therefore, Aβ oligomers have been considered as promising biomarkers for early diagnosis of AD. In this thesis, we designed and synthesized a new small molecule fluorescent probe to recognize and detect Aβ oligomers via the change of fluorescence intensity, which would provide new ideas for the early diagnosis of AD.

In the first chapter, the status and pathology of AD are introduced. The toxicity mechanism and detection technique of Aβ oligomers are reviewed.

In the second chapter, an Aβ oligomer fluorescent probe BTS composed of 2-phenylbenzothiazole Aβ targeting group and dansyl sulfide fluorescent group was designed and synthesized.

In the third chapter, the synthesized BTS was characterized. It was found that BTS is able to selectively recognize Aβ oligomers by comparing the fluorescence of BTS in the presence of different Aβ aggregates. The optimal protein concentration of Aβ oligomers was confirmed by oligomer concentration-dependent fluorescence of BTS.

Key Words: Alzheimer's disease; Fluorescent probe；Aβ oligomers

目 录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1 文献综述 1

1.2 研究AD发病病理的几种主流学说 1

1.2.1 淀粉样蛋白级联假说 2

1.2.2 Tau轴假说 2

1.2.3 金属离子（铁、铜、锌） 3

1.2.4 氧化应激 3

1.3 Aβ寡聚体毒性机制 4

1.4 检测Aβ 寡聚体的各种技术 4

1.4.1 原子力显微镜（AFM）和电子显微镜（EM） 5

1.4.2 荧光探针 6

第二章 实验部分 8

2.1 试剂与仪器 8

2.1.1 主要试剂 8

2.1.2 主要仪器 8

2.2 实验路线图 9

2.3 实验内容 9

2.3.1 化合物1的合成 9

2.3.2 化合物BTS的合成 9

2.4 化合物1与BTS的表征 10

2.4.1 化合物1的表征 10

2.4.2 化合物BTS的表征 12

2.5 产物BTS的荧光测定 12

2.6 BTS与Aβ蛋白的响应时间 13

2.7 BTS对Aβ₄₀寡聚体的荧光识别 13

第三章 结果与讨论 14

3.1 Aβ寡聚体荧光探针的设计与合成 14

3.2 产物BTS的荧光图与分析 14

3.3 BTS与Aβ蛋白的响应时间 15

3.4 BTS对Aβ₄₀寡聚体的荧光识别 15

第四章 结论与展望 18

4.1 结论 18

4.2 展望 18

参考文献 19

致 谢 21

绪论

文献综述

随着人口逐渐的老龄化，老年痴呆病发生病例也呈上升趋势，加剧了家庭的负担，对社会养老服务也是个严峻的考验。2009年全球记录的患阿尔茨海默症（AD）的病例已经达到3560万，而估计到2050年这一患病数量将翻倍上涨^[1]。在早期阶段，短期记忆丧失是最常见的症状，后来的症状包括思维混乱、情绪波动、语言障碍^[2]和长期记忆丧失，渐渐地，受害者失去次要，然后主要身体功能，直到死亡发生^[3]。阿尔茨海默症及相关类型痴呆到现在仍然无法完全治疗成功，目前的主要治疗方法只能对中等程度的病症状况有所减轻。

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