[發明專利]基于鐵死亡關鍵標志物在高通量篩選抗癲癇調控劑中的應用

在審

• 申請號: 202110410177.9
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113820297A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 錢勇;邵晨雯
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;A61B5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孫斌

本發明公開了基于鐵死亡關鍵標志物在高通量篩選抗癲癇調控劑中的應用。本發明利用亞鐵離子作為標志物可以用于制備篩選抗癲癇調控劑的藥物、試劑或者工具，如檢測亞鐵離子的近紅外熒光探針FeP。本發明利用近紅外激發雙光子熒光探針FeP，可以對癲癇小鼠活體腦中Fe²⁺變化進行直接成像，具有較高的空間和時間分辨率，利用FeP的體內三維動態雙光子成像，能夠直接觀察到癲癇發生和治療過程中Fe²⁺通量的動態變化，構建了FeP和高內涵分析相結合的高通量篩選平臺，發現一些列抗癲癇化合物等能有效調控細胞鐵平衡，并且通過癲癇小鼠模型的行為研究和腦電監測分析，證實了其顯著的抗癲癇作用，為篩選治療癲癇藥物提供幫助。

技術領域

本發明屬于醫藥領域，具體涉及基于鐵死亡關鍵標志物在高通量篩選抗癲癇調控劑中應用。

背景技術

鐵是生命的基本元素，它廣泛參與蛋白質輔助因子、血紅素和鐵硫簇的合成，繼而參與核苷酸生物合成、細胞周期調控、氧運輸和線粒體氧化呼吸鏈等一系列生化過程。細胞內的鐵含量由鐵調節蛋白(IRPs)密切監測，細胞通過控制一系列鐵相關基因的表達，如轉鐵蛋白受體1(TfR1)、Lipocalin-2、二價金屬轉運體-1(DMT1)和FPN等，來維持鐵的輸入、儲存和輸出的平衡。事實上，最常見的營養缺乏癥之一缺鐵性貧血，就是由缺鐵引起的；而異常高的鐵超載與多種疾病密切相關，如癌癥、心血管疾病、神經退行性疾病等。由于大腦是鐵的主要積累器官，越來越多的證據表明，鐵的過度積累和異常代謝存在于許多神經系統疾病中，包括癲癇。因此，了解活體大腦中鐵代謝和鐵穩定性的狀況，對于了解其與癲癇發病的相關性是至關重要的。與鐵代謝相關的新的化學調節劑的發現，可能為探索鐵平衡的調節和癲癇的預防和治療提供新的方向。

在神經元內，細胞鐵主要以氧化狀態儲存，而微量的具有氧化還原活性的游離鐵則與細胞配體松散結合，存在于細胞鐵代謝的十字路口，被稱為不穩定鐵池。維持細胞內鐵(Fe³⁺)和亞鐵(Fe²⁺)之間氧化還原循環的動態平衡對神經元的正常結構和功能至關重要。然而，活性Fe²⁺的過度積累會促進過氧化氫的歧化(Fenton 反應)產生羥基自由基，導致脂質和其他生物分子的過度氧化，最終導致神經元細胞的凋亡或鐵死亡。因此，開發監測神經元中Fe²⁺狀態的新技術，特別是對活體大腦中Fe²⁺在體內的空間和時間分布進行成像，對了解癲癇大腦中鐵平衡至關重要，這將有利于理解癲癇的病理機制。熒光成像技術，特別是雙光子熒光成像技術，由于其具有穿透深度深、靈敏度極高、熒光背景低、三維(3D)時空高分辨率成像等優點，在生物分子的體內成像研究中發揮著核心作用。作為一種非侵入性的成像方法，適合于腦內雙光子熒光成像的化學探針的開發對于測量神經疾病腦內生物分子濃度的細微變化至關重要，其在神經生物學研究中的應用越來越廣泛。目前，還沒有報道過將針對Fe²⁺探針利用于癲癇腦中對Fe²⁺進行分布成像。

發明內容

發明目的：針對現有技術存在的問題，本發明提供基于鐵死亡關鍵標志物的高通量篩選新的抗癲癇調控劑中應用，具體的是以亞鐵離子作為標志物在篩選抗癲癇調控劑中的應用，可以提供一種全新的、有效的篩選新的抗癲癇調控劑的方法和策略。

本發明還提供了檢測亞鐵離子的近紅外熒光探針FeP在篩選抗癲癇調控劑中的應用。

技術方案：為了實現上述目的，本發明所述亞鐵離子作為標志物在篩選抗癲癇調控劑中的應用。

其中，所述亞鐵離子作為標志物在制備篩選抗癲癇調控劑的藥物、試劑或者工具中的應用。

本發明所述檢測亞鐵離子的近紅外熒光探針FeP在制備篩選抗癲癇調控劑的藥物、試劑或者工具中的應用，所述近紅外熒光探針FeP其結構如結構式I所示：

本發明所述的近紅外熒光探針FeP在制備癲癇腦中Fe²⁺分布成像的試劑中的應用。