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PET示踪剂可以揭示人类大脑的表观遗传活动

2018-03-29 13:19

美国马赛诸塞州总医院(MGH)生物医学成像中心的一个研究小组开发了一种可以揭示人类大脑内表观遗传活动的PET示踪剂，这种特殊的放化物质叫Martinostat，可以显示大脑中表观遗传活动调节酶的表达水平。该报告已在Science Translational Medicine上发表。

生物医学成像中心的Jacob Hooker表示：人脑中的表观遗传机制的图像化为我们提供了一种了解基因与环境间相互作用的方法。可以让我们了解诸如“为什么有些人的基因易患疾病”、“为什么早期生活和青春期经历的事件会对大脑健康产生持久影响”、“是否有可能重置人脑中的基因表达”等。

Histone deacetylases(HDACs)是一种调节基因转录的酶，与脑部疾病紧密相关。许多HDACs抑制类药物可用于治疗阿尔茨海默氏病和亨廷顿氏病。而示踪剂Martinostat可以与大脑中的HDACs紧密结合。

　　

人类大脑中的Martinostat-HDACs呈像，红色表示高水平，蓝色表示低水平。

----- Courtesy of H.-Y. Wey et al., Science Translational Medicine

对8名健康人的大脑PET扫描显示，示踪剂Martinostat在大脑中的吸收特征一致，摄取程度能够反应HDACs的表达水平，灰质的摄取量几乎是白质的2倍，摄取量最高的部位是海马和杏仁核，摄取量最低的部位是壳核和小脑。

报告显示“人类和狒狒的脑组织实验能够证实示踪剂Martinostat能与HDACs结合，而神经前体干细胞研究显示HDACs能够调控与大脑健康疾病密切相关的特定基因”，“HDACs失调与越来越多的脑疾病有关，因此，研究正常大脑和疾病进展过程中的HDACs调控，有助于我们更好地了解疾病机制。”研究小组相信示踪剂Martinostat能够为脑病治疗研究提供新的方法和途径。

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Monkey study, Dopamine D2/3 receptor, 18F-Fallypride，左侧为健康对照组，右侧为PD模型组。

上图食蟹猴PD模型及健康食蟹猴给予18F-Fallypride后的PET扫描图像。18F-Fallypride是多巴胺D2/3受体特异性示踪剂，可以活体动态精确地显示纹状体多巴胺受体的数量，我们的研究显示PD模型猴的多巴胺受体数量较正常猴显著降低，可以模拟人类进行帕金森疾病的药效学研究。