一种创新的PET示踪剂可以在小鼠模型中测量多发性硬化症的损伤

髓鞘是包围和隔离神经的细胞鞘，髓鞘的丢失或损伤是免疫介导的神经紊乱多发性硬化症(MS)的标志。当这一保护膜的部分被破坏时，神经冲动就会被破坏。症状从刺痛和麻木到虚弱、疼痛和瘫痪。

目前还没有可靠的方法直接成像脱髓鞘。医生依靠磁共振成像(MRI)，但尽管高分辨率图像，MRI不是定量的，不能区分脱髓鞘和炎症，这往往并存于多发性硬化症患者。

2017年1月12日在线期刊科学报告这是一个多机构团队，主要基于芝加哥大学医学和国家卫生研究院，描述了一种新的微创方法来评估髓磷脂损伤的早期测试正电子发射断层扫描（宠物）。

这些PET扫描使用一种放射性分子，旨在锁定电压门控钾通道，一种在脱髓鞘轴突上发现的蛋白质。PET图像，基于这种分子的检测，提供了定量的信息，有关潜在的生化过程。

“在健康的髓鞘神经元中，钾离子通道通常被埋在髓鞘该研究的作者Brian Popko博士解释道，他是芝加哥大学神经疾病杰克米勒教授和周围神经疾病中心的主任。“当髓磷脂丢失时，这些通道暴露在外。它们在整个脱髓鞘节段移动，水平增加。”

这些暴露的神经元会泄漏细胞内的钾。这使得它们无法传播电脉冲，从而导致一些神经系统症状女士。Popko说:“所以我们开发了一种针对钾通道的PET示踪剂。”

该团队从一种现有的多发性硬化症药物4-氨基吡啶(又名dalfampridine)开始，它可以与暴露的钾通道结合。这可以部分恢复MS患者的神经传导，缓解神经症状。使用小鼠多发性硬化模型，包括Popko实验室开发的一些模型，研究人员发现药物在中枢神经系统脱髓鞘或未脱髓鞘的区域积累。

然后，在同事、芝加哥大学生物化学和分子生物学教授Pancho Bezanilla博士的帮助下，该团队检测了几种与K+通道结合的含氟4-氨基吡啶衍生物。他们发现3-氟-4-氨基吡啶(3F4AP)具有预期的特性，所以他们用氟-18标记分子，这很容易被PET检测到。

Popko说:“我们能够证明，在老鼠身上，示踪剂在脱髓鞘区域比在对照组区域积累的程度更高。”

“所有现有的用于成像脱髓鞘的PET示踪剂都与髓鞘结合，因此，脱髓鞘病变显示信号下降，这对于成像小病变是有问题的，”该论文的第一作者、目前供职于麻省总医院/哈佛医学院的Pedro Brugarolas博士说。“3F4AP是第一个随着脱髓鞘作用而增加信号的示踪剂，可能解决其前身的一些问题。”

最后，研究人员与美国国立卫生研究院的科学家合作，在健康的猴子身上进行了一项研究。他们证实，放射性标记的3F4AP进入灵长类动物的大脑，并定位在髓磷脂含量很少的区域。

“我们认为这种宠物方法可以向MRI提供互补信息，这可以帮助我们随着时间的推移遵循MS病变，”Popko说。“它有可能跟踪对重新髓质疗法的反应，未满足的需求。这种方法还应该有助于确定髓鞘的破坏有多少因其他中枢神经系统障碍。”

这些疾病包括脑白质营养不良、创伤性脑损伤、脊髓损伤，“甚至传统上与脱髓鞘无关的疾病，”Popko建议，“如脑缺血、精神疾病和神经退行性疾病，包括阿尔茨海默氏症。”

“一种追踪器，可以监测像钾离子通道Brugarolas补充说，可以对涉及这些渠道的其他疾病的应用程序，

根据MS国际联盟2013年的数据，全球有超过230万人患有多发性硬化症。目前fda批准的15种治疗多发性硬化症的药物中没有一种能够治愈这种疾病;它们会改变或抑制免疫系统，减少发作的次数和严重程度，减少发作的频率，减缓大脑损伤的明显痕迹。

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