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用于淀粉样蛋白原纤维、淀粉样蛋白斑块、RNA和核仁的检测和成像的组合物和方法技术

技术编号:28729089 阅读:33 留言:0更新日期:2021-06-06 07:37
化合物用于检测蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者和/或对其进行成像,用于筛选或测试抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效,和/或用于检测RNA和核仁成像。所述化合物是d8或d

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于淀粉样蛋白原纤维、淀粉样蛋白斑块、RNA和核仁的检测和成像的组合物和方法
专利

[0001]本专利技术总体上涉及检测分析物和/或对分析物进行成像,更具体地涉及检测蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者和/或对其进行成像。本专利技术也属于筛选或测试淀粉样蛋白原纤维形成和/或淀粉样蛋白斑块形成的抑制剂的功效的领域,以及检测与神经退行性疾病、痴呆和其他相关疾病或病症有关的淀粉样蛋白原纤维形成和斑块形成和/或对其进行成像的领域。本专利技术还涉及检测RNA和对核仁进行成像。
[0002]专利技术背景
[0003]淀粉样蛋白是蛋白质或肽的线状聚集体,其通常以β

折叠构象排列,使异常蛋白质或肽在组织中积累。它们与许多具有多种不同症状的病症相关,包括阿尔茨海默氏病、2型糖尿病、亨廷顿氏病、帕金森氏病、痴呆以及其他相关疾病或病症。这些疾病或病症被统称为淀粉样变性或蛋白质病,已被确定为源自多种蛋白质或肽的异常聚集,并因此破坏组织和/或器官的功能。
[0004]阿尔茨海默氏病是最常见的由蛋白质病引起的神经退行性疾病之一,也是痴呆的主要原因。认为细胞外淀粉样β肽的形成和沉积是疾病过程中的主要事件,其次是τ蛋白的过度磷酸化和神经原纤维缠结的形成(Hamley,Chem.Rev.,112:5147

5192(2012))。这些可能首先导致神经元细胞的生化通讯功能障碍,随后导致神经元细胞死亡。
[0005]帕金森氏病是蛋白质病引起的神经退行性疾病的另一个代表性实例。帕金森氏病的社会影响随着老年人群数量的增加而增大。通常,帕金森氏病与α

突触核蛋白聚集体异常积聚以形成淀粉样蛋白原纤维以及中脑中产生多巴胺的神经元的过早死亡有关(Singleton等人,Science,302:841

841(2003))。这些导致纹状体中多巴胺的急剧消耗。由于帕金森氏病主要影响运动系统,因此最明显的症状是平衡障碍、运动迟缓、痉挛和震颤。
[0006]尽管淀粉样变性和蛋白质病构成生物医学研究,尤其是神经科学研究的重要课题,但是对这些病症的早期诊断仍然是一项尚未解决的挑战。有多种方法可用于检测淀粉样蛋白原纤维形成,这些方法包括比色染色、荧光染色和酶联免疫吸附测定(ELISA)。然而,这些现有的检测方法具有限制其应用的缺点。例如,使用染料如刚果红进行比色染色通常需要使用偏振光显微镜,而且染料的双折射难以解释(Biancalana等人,Biochim.Biophys.Acta,1804:1405

1412(2010))。使用硫黄素T的荧光染色被广泛用于鉴定错误折叠的蛋白质聚集体和对其染色。但是,硫黄素T的发射信号不在红色或近红外(NIR)区域。因此,由于荧光发射光谱的重叠,硫黄素T的评估被来自各种生物分子的自发荧光复杂化(Anderson等人,J.Clin.Pathol.,27:656

663(1974))。此外,硫黄素T具有不利的小斯托克斯位移,进一步限制了蛋白质或肽的淀粉样蛋白和斑块的检测。ELISA还具有固有的缺点,因为它需要在化学发光检测过程中使用昂贵的酶联抗体和致癌物(Yu等人,Angew.Chem.,Int.Ed.,53:12832

12835(2014))。它还承担着低估或假阳性确定淀粉样蛋白水平的风险(Stenh等人,Ann.Neurol.,58:147

150(2005);Sehlin等人,J.Alzheimers Dis.,21:1295

1301(2010))。
[0007]作为真核细胞细胞核中的关键组分以及最大的结构,核仁是最熟知的核糖体生物发生的位点(Olson等人,Trends Cell Biol.,10:189

196(2000);N
é
meth等人,Trends Genet.,27:149

156(2011);O

Sullivan等人,Biomol.Concepts,4:277

286(2013))。核仁参与核糖体RNA(rRNA)的转录和加工,并在核糖体蛋白的组装中发挥作用。相关数目的核仁的异常形态变化或改变可能是特定类型的癌症和其他人类病症的原因(Busch等人,Cancer Res.,23:313

339(1963);Kelemen等人,Cancer,65:1017

1020(1990);Krystosek,Exp.Cell Res.,241:202

209(1998);Derenzini等人,J.Pathol.,191:181

186(2000);Lammerding等人,J.Cell Biol.,170:781

791(2005);Quin等人,Biochim.Biophys.Acta,1842:802

816(2014);Woods等人,Biochim.Biophys.Acta,1849:821

829(2015))。结果,核仁被认为是用于恶性病变的病理检测的诊断生物标志物,并且作为癌症化疗的靶点正在被研究。核糖核酸酶(RNA酶)是一类核酸酶,其催化RNA降解成较小的组分(Raines,Chem.Rev.,98:1045

1066(1998))。例如,胰腺RNA酶,通常缩写为RNA酶A,是人体器官和组织中主要的内切核糖核酸酶(Huang等人,PLoS One,9:e96490(2014))。已经发现它在自身免疫性疾病、肾衰竭和胰腺疾病中起作用。也已经报道了抗肿瘤活性,因为RNA酶A家族的一些成员具有细胞抑制作用和细胞毒性作用。它们显示出针对肿瘤细胞而不是正常细胞的不同细胞毒性,因为正常细胞由于其对RNA酶抑制剂的高亲和力而受到保护(Gaur等人,J.Biol.Chem.,276:24978

24984(2001))。
[0008]尽管核仁在疾病治疗诊断学中起着关键作用,但到目前为止,只有一种可商购的用于核仁成像的探针,即SYTO
TM RNASelect
TM
绿色荧光细胞染色剂。在不存在核酸的情况下,它实际上是非发射性的,但是当与RNA结合时表现出亮绿色的荧光(Yu等人,J.Mater.Chem.B,4:2614

2619(2016))。尽管SYTO
TM RNASelect
TM
绿色荧光细胞染色剂是唯一可商购的用于核仁成像的探针,但它具有许多缺点,包括成本高、光稳定性差、斯托克斯位移小以及存储条件严格。生物探针的光稳定性对于细胞器染色的准确性以及共焦图像的质量至关重要。然而,伴随使用大多数有机染料或荧光团分子的主要问题是光致漂白,使得它们永久失去发荧光的能力(O

Mara等人,Talanta,176:本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测分析物和/或对分析物进行成像的化合物,其中所述化合物是d8或d
10
金属配合物或其盐,其包含:(a)配位数为2、3或4的金属原子,其选自Pt(II)、Pd(II)、Ni(II)、Ir(I)、Rh(I)、Au(III)、Ag(III)、Cu(III)、Ni(0)、Pd(0)、Pt(0)、Cu(I)、Ag(I)、Au(I)、Zn(II)、Cd(II)和Hg(II);和(b)一个或个具有供体原子的配体,所述供体原子独立地选自碳(C)、氮(N)、氧(O)、磷(P)、硫(S)、砷(As)和硒(Se),其中所述金属配合物结合到分析物,其中所述金属配合物与分析物的结合通过非共价金属

金属相互作用诱导所述金属配合物的聚集和超分子自组装。2.权利要求1所述的化合物,其中所述化合物具有式I的结构:其中(a)M表示选自Pt(II)、Pd(II)、Ni(II)、Ir(I)、Rh(I)、Au(III)、Ag(III)和Cu(III)的金属原子,(b)L1、L2、L3和L4表示配体,其中每个配体提供一个供体原子以配位到金属原子,(c)n+/

表示式中金属配合物携带的正电荷或负电荷的数目,其中n为零或正整数,(d)X
m

/+
表示保持电荷中性的抗衡离子,其中X
m

/+
具有与所述金属配合物的电荷相反的电荷,并且其中m为零或正整数,m=n或m≠n,(e)表示式中抗衡离子的化学计量,(f)虚线表示任选的两个配体之间的共价键、任选的来自两个配体的环部分的稠合或其组合。3.权利要求2所述的化合物,其中L1、L2和L3是任选取代的和/或任选去质子化的C6‑
C
50
芳烃或C3‑
C
50
杂芳烃,包括苯、吡啶、噻吩、呋喃、吡唑、咪唑、噁唑、异噁唑、噻唑、异噻唑、异喹啉、吡咯、吡嗪、哒嗪、嘧啶、苯并咪唑、苯并呋喃、苯并噻唑、吲哚、萘、蒽、芘、三唑、四唑、吡喃、噻喃、噁二唑、三嗪、四嗪、咔唑、二苯并噻吩、二苯并呋喃、芴及其衍生物。4.权利要求2或权利要求3所述的化合物,其中L1和L2通过共价键、来自两个配体的环部分的稠合或其组合连接。5.权利要求1所述的化合物,其中所述化合物具有式II的结构:其中M

表示选自Ni(0)、Pd(0)、Pt(0)、Cu(I)、Ag(I)、Au(I)、Zn(II)、Cd(II)和Hg(II)的金属原子,
其中L5和L6表示配体,其中每个配体提供一个供体原子以配位到所述金属原子。6.权利要求1所述的化合物,其中所述化合物具有式III的结构:其中L7、L8和L9表示配体,其中每个配体提供一个供体原子以配位到金属原子。7.权利要求1

6中任一项所述的化合物,其中所述金属配合物通过非共价相互作用结合到分析物,其中所述非共价相互作用包括静电相互作用、氢键相互作用、疏水相互作用或其组合。8.权利要求1

7中任一项所述的化合物,其中所述金属配合物具有平面结构或部分平面结构。9.权利要求1

8中任一项所述的化合物,其中所述金属配合物的聚集和超分子自组装产生所述金属配合物的光物理性质的一种或多种变化。10.权利要求9所述的化合物,其中所述光物理性质的变化包括吸光度、发光、共振光散射(RLS)或其组合的变化。11.权利要求10所述的化合物,其中发光的变化包括发光量子产率和/或发射强度的增加,和/或发射能量或波长的偏移。12.权利要求1

11中任一项所述的化合物,其中所述化合物选自:其中M是Pt(II)(配合物1

Pt)、Pd(II)(配合物1

Pd)、Ni(II)(配合物1

Ni)、Ir(I)(配合物1

Ir)、Rh(I)(配合物1

Rh)、Au(III)(配合物1

Au)、Ag(III)(配合物1

Ag)或Cu(III)(配合物1

Cu),其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是零或正整数,其中X
m+
是保持电荷中性的抗衡离子,其中m是零或正整数,m=n或m≠n,其中是式中抗衡离子的化学计量;
其中M是Pt(II)(配合物2

Pt)、Pd(II)(配合物2

Pd)、Ni(II)(配合物2

Ni)、Ir(I)(配合物2

Ir)、Rh(I)(配合物2

Rh)、Au(III)(配合物2

Au)、Ag(III)(配合物2

Ag)或Cu(III)(配合物2

Cu),其中n+是式中金属配合物携带的正电荷的数目,其中n是正整数,其中X
m-
是保持电荷中性的抗衡离子,其中m是正整数,m=n或m≠n,其中是式中抗衡离子的化学计量;其中M是Pt(II)(配合物3

Pt)、Pd(II)(配合物3

Pd)、Ni(II)(配合物3

Ni)、Ir(I)(配合物3

Ir)、Rh(I)(配合物3

Rh)、Au(III)(配合物3

Au)、Ag(III)(配合物3

Ag)或Cu(III)(配合物3

Cu),其中n+/

是式中金属配合物携带的正电荷或负电荷的数目,其中n是零或正整数,其中X
m

/+
是保持电荷中性的抗衡离子,其中m是零或正整数,m=n或m≠n,
其中是式中抗衡离子的化学计量;其中M为Pt(II)(配合物4

Pt)、Pd(II)(配合物4

Pd)、Ni(II)(配合物4

Ni)、Ir(I)(配合物4

Ir)、Rh(I)(配合物4

Rh)、Au(III)(配合物4

Au)、Ag(III)(配合物4

Ag)或Cu(III)(配合物4

Cu),其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是正整数,其中X
m+
是保持电荷中性的抗衡离子,其中m是正整数,m=n或m≠n,其中是式中抗衡离子的化学计量;其中M是Pt(II)(配合物5

Pt)、Pd(II)(配合物5

Pd)、Ni(II)(配合物5

Ni)、Ir(I)(配合物5

Ir)、Rh(I)(配合物5

Rh)、Au(III)(配合物5

Au)、Ag(III)(配合物5

Ag)或Cu(III)(配合物5

Cu),其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是零或正整数,其中X
m+
是保持电荷中性的抗衡离子,其中m是零或正整数,m=n或m≠n,
其中是式中抗衡离子的化学计量;其中M为Pt(II)(配合物6

Pt)、Pd(II)(配合物6

Pd)、Ni(II)(配合物6

Ni)、Ir(I)(配合物6

Ir)、Rh(I)(配合物6

Rh)、Au(III)(配合物6

Au)、Ag(III)(配合物6

Ag)或Cu(III)(配合物6

Cu),其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是正整数,其中X
m+
是保持电荷中性的抗衡离子,其中m是正整数,m=n或m≠n,其中是式中抗衡离子的化学计量;其中M是Pt(II)(配合物7

Pt)、Pd(II)(配合物7

Pd)、Ni(II)(配合物7

Ni)、Ir(I)(配合物7

Ir)、Rh(I)(配合物7

Rh)、Au(III)(配合物7

Au)、Ag(III)(配合物7

Ag)或Cu(III)
(配合物7

Cu),其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是零或正整数,其中X
m+

【专利技术属性】
技术研发人员:任咏华罗善仪杨靖琳
申请(专利权)人:香港大学
类型:发明
国别省市:

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