一种靶向β淀粉样蛋白的光敏剂及其制备方法与应用

本发明属于生物医药领域，特别涉及一种靶向β淀粉样蛋白的光敏剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、阿尔茨海默病(ad)作为一种不可逆的神经退行性疾病，主要表现为认知功能发生障碍和渐进性记忆缺失。ad的研究已经受到学者的广泛关注，但其具体致病机制尚未明确。目前被国内外公认的学说主要包括：β淀粉样蛋白异常沉积学说、tau蛋白过度磷酸化学说、免疫炎性反应学说、线粒体功能紊乱学说、氧化应激学说等。淀粉样蛋白(amyloidβ-protein，aβ)学说在目前ad的早期诊断和治疗中起到非常关键的作用，靶向β淀粉样蛋白的单克隆抗体药物leqembi在2023年已经获得fda加速批准上市。该学说认为淀粉样前体蛋白(app)在β位点(asp1)被β-分泌酶切割产生具有99个氨基酸的c-末端片段(ctf)，再通过γ-分泌酶进一步形成长短不同的aβ片段，在正常生理条件下aβ的形成和降解处于一种平衡的状态，而ad患者脑中aβ蛋白的生成和清除具有不协调的特点，在其大脑皮层或海马区过量的aβ错误折叠形成具有神经毒性的低聚物和不溶性纤维，从而导致认知能力的下降。

2、近年来，光氧化aβ蛋白，成为一项新兴的ad药物干预策略。目前较多学者认为，aβ蛋白侧链的光氧化会导致其自组装成富含β-折叠的聚集体的倾向降低，其中met残基最容易受到氧化应激的影响，met35中硫的电子对被氧原子占据产生亚砜或砜，导致β链的疏水性降低，aβ蛋白c末端结构域的灵活性增加，从而抑制aβ蛋白的聚集。aβ蛋白侧链上的his13和his14也可以通过光氧化转化为脱氢-2-咪唑啉，从而阻碍肽的构象变化和aβ单体之间的分子间组装。在这种情况下，met和his的光敏化修饰可能导致金属离子催化的ros(aβ诱导细胞毒性的关键参与者)生成减少，显著降低其细胞毒性。另外，也有报道光氧化后的β淀粉样蛋白更容易被小胶质细胞所清除。

3、目前已经报道的光氧化aβ蛋白的光敏剂诊疗分子主要包括有机小分子光敏剂(硫黄素、姜黄素类、玫瑰红、亚甲基蓝等)、金属配合物以及配体光敏剂。自从20世纪30年代以来，喹啉类化合物主要作为抗疟疾的药物。随着光敏剂的发展，喹啉类化合物因为具有很好的成药性，并且喹啉类光敏剂具有发射波长在近红外，有效产生活性氧等特点，在光敏剂领域具有很大的潜在价值。

技术实现思路

1、本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种靶向β淀粉样蛋白的光敏剂。

2、本发明的另一目的在于提供所述靶向β淀粉样蛋白的光敏剂的制备方法。

3、本发明的再一目的在于提供所述靶向β淀粉样蛋白的光敏剂的应用。

4、本发明的目的通过下述技术方案实现：

5、一种靶向β淀粉样蛋白的光敏剂，为a-d-a构型光敏剂，包括吸电子基团a，π共轭部分b，给电子基团c，π共轭部分d，以及吸电子基团e；其中，a部分主要为1-甲基-6-二甲氨基喹啉，b部分为乙烯连接桥，c部分为三苯胺和四苯乙烯等衍生基团，d部分为乙烯连接桥，e部分主要为1-甲基-6-二甲氨基喹啉；优选为具有如下所示的结构：

6、

7、式中，r选自下述任一基团：

8、

9、所述的靶向β淀粉样蛋白的光敏剂的制备方法，包括如下步骤：

10、(1)将n,n-二甲基-1,4-对苯二胺(对二甲氨基苯胺)、巴豆醛和甲苯加入到盐酸溶液中，在保护性气体氛围、115±5℃条件下进行回流反应，待反应结束后经分离纯化得到化合物1，其结构式如式ii所示：

11、

12、(2)将化合物1加入到有机溶剂中，然后加入碘甲烷，在保护性气体氛围、80±5℃条件下进行回流反应，待反应结束后经分离纯化得到化合物2，其结构式如式iii所示：

13、

14、(3)将化合物2和醛类配体化合物加入到有机溶剂中，加入乙酸，于80±5℃条件下进行回流反应(缩合反应)，待反应结束后经纯化得到所述靶向β淀粉样蛋白的光敏剂。

15、步骤(1)和(2)中所述的保护性气体为氮气和氩气中的至少一种。

16、步骤(1)中所述的n,n-二甲基-1,4-对苯二胺和巴豆醛的摩尔比为1:1～2；优选为1：1.5～2。

17、步骤(1)中所述的甲苯的用量为按每克n,n-二甲基-1,4-对苯二胺配比8～10ml甲苯计算；优选为按每克n,n-二甲基-1,4-对苯二胺配比8ml甲苯计算。

18、步骤(1)中所述的盐酸溶液的浓度为6mol/l。

19、步骤(1)中所述的反应在搅拌条件下进行；所述反应的时间为4～6小时。

20、步骤(1)中所述的分离纯化优选为通过如下步骤实现：将反应结束后的反应液萃取除去甲苯，然后在冰浴条件下调节ph至中性，最后经二氯甲烷萃取后采用硅胶柱层析纯化，得到化合物1。

21、所述的硅胶柱层析的条件为：石油醚与乙酸乙酯的体积比为20:1，硅胶200～300目。

22、步骤(2)和(3)中所述的有机溶剂优选为乙醇。

23、步骤(2)中所述的化合物1与碘甲烷的摩尔比为1:1～5；优选为1:2～3。

24、步骤(2)中所述的反应在搅拌条件下进行；所述反应的时间为8～12小时(优选为10小时)。

25、步骤(2)中所述的分离纯化优选为通过如下步骤实现：将反应结束后的反应液旋转蒸发去除溶剂，然后通过硅胶柱层析纯化，得到化合物1。

26、所述的硅胶柱层析的条件为：二氯甲烷与甲醇的体积比为40:1，硅胶200～300目。

27、步骤(3)中所述的醛类配体化合物为如下式中的任意一种：

28、

29、步骤(3)中所述的化合物2与醛类配体化合物的摩尔比为4～5:1；优选为4:1。

30、步骤(3)中所述的反应在搅拌条件下进行；所述反应的时间为3～5小时(优选为5小时)。

31、步骤(3)中所述的乙酸的用量为按其在体系的终浓度为体积百分比0.75％(终浓度为7.5μl/ml)添加计算。

32、步骤(3)中所述的纯化为采用薄层色谱进行纯化；所述的薄层色谱的条件如下：层析硅胶的目数为200～300目，展开剂为二氯甲烷与甲醇按体积比为100:1配比得到的展开剂。

33、所述的靶向β淀粉样蛋白的光敏剂在制备aβ荧光成像剂中的应用。

34、所述的靶向β淀粉样蛋白的光敏剂在制备诊断和/或治疗阿尔兹海默症的产品中的应用。

35、所述的产品包括光敏剂、检测或诊断试剂、检测或诊断试剂盒、治疗药物等。

36、所述的治疗药物包括aβ光氧化治疗药物。

37、所述的光氧化治疗优选为利用520nm、1000mw的激光照射10±2min。

38、所述的β淀粉样蛋白优选为aβ1-42聚集体。

39、本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

40、1、本发明合成了一种新型a-π-d-π-a喹啉鎓类化合物，以6-二甲氨基-1-甲基喹啉作为化合物母体，在已有的标记aβ蛋白的光敏剂中尚未发现报道，其可应用于标记aβ蛋白的荧光成像和光氧化治疗，用于早期阿尔兹海默症的诊断和治疗。

41、2、本发明中合成的β淀粉样蛋白的靶向光敏剂的发射波长较长，能特异性检测β淀粉样蛋白，在与β淀粉样蛋白结合后荧光信号明显增强，并且能有效产生单线态氧，对aβ蛋白侧链进行光氧化，导致其自组装成富含β-折叠的聚集体的倾向降低，而光氧化后的aβ蛋白更容易被小胶质细胞所清除，从而显著降低其神经毒性。

42、3、本发明中合成a-π-d-π-a构型的2-取代芳乙烯基喹啉类衍生物，以喹啉乙烯衍生物作为荧光团，可以靶向标记aβ蛋白，且在与阿尔兹海默症(ad)模型小鼠脑部的β淀粉样蛋白结合后，能有效改善ad小鼠的认知能力，对于阿尔兹海默症诊疗试剂的发展具有很重要的指导意义。