近日，上海科技大学生物医学工程学院程冰冰课题组联合罗宗化课题组在ACS Chemical Neuroscience 发表题为“Enhanced Positron Emission Tomography Imaging of β-Amyloid through Focused Ultrasound-Mediated Gallium-68 Radiotracer Delivery across the Blood-Brain Barrier” 的研究论文。联合团队利用聚焦超声（FUS）技术，突破血脑屏障的限制，显著提升了Ga-68放射性示踪剂在阿尔茨海默症（AD）模型小鼠脑的递送效率，从而增强了β-淀粉样蛋白的正电子发射断层扫描（PET）成像分析（见图1）。
图1：FUS介导的Ga-68放射性显像剂在AD动物模型中的应用
阿尔茨海默症是以β-淀粉样蛋白斑块沉积为特征的神经退行性疾病，早期、精准的β-淀粉样成像对疾病诊断至关重要。现有的C-11或F-18放射性显像剂受制于半衰期短或生产成本高等问题。相比之下，Ga-68具有无需回旋加速器、成本低廉、适合临床普及的优势，但多数Ga-68探针因难以跨越血脑屏障，在脑成像中的应用受限。
为解决这一难题，联合团队利用FUS联合微泡对血脑屏障进行定点（海马组织）可逆开放，实现了新型Ga-68标记β-淀粉样蛋白结合探针， [68Ga]STZL4110，高效进入脑组织并显像。PET成像结果显示，在AD模型小鼠中，FUS处理使右海马的放射性显像剂摄取量相比未处理侧提高了74%，显著增强了β-淀粉样蛋白的显像对比度（见图2）。组织学和免疫染色结果表明，该方法安全可靠，不会引发明显的炎症反应或组织损伤（见图3）。
图2：FUS介导的镓-68显像剂递送在AD小鼠模型中的PET成像
图3：FUS介导BBB开放的安全性验证
研究显示，FUS联合Ga-68显像剂不仅改善了传统Ga-68放射性示踪剂跨越BBB的限制，还拓展了FUS在脑部PET显像剂递送中的应用，为早期AD的诊断提供了一种潜在的影像学新策略。未来，该技术有望进一步推动Ga-68 PET在脑部疾病诊断与治疗效果评估中的广泛应用。
上海科技大学罗宗化教授、程冰冰教授和赵简教授为共同通讯作者。程冰冰课题组博士研究生李雯婧、罗宗化课题组博士研究生查小川、硕士研究生张潇雨为共同第一作者。该研究还得到了中山大学附属第一医院徐明教授的支持。上海科技大学为第一完成单位。
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