双响应性氟化糖聚合物靶向GLUT1增强血脑屏障穿透及可激活19F MRI成像研究

为解决血脑屏障（BBB）限制聚合物基19F MRI在脑部疾病诊断中的应用问题，研究人员开发了pH/谷胱甘肽（GSH）双响应超支化氟化糖聚合物（HBP-MBEHs）。该材料通过葡萄糖转运蛋白-1（GLUT1）介导穿透BBB，并实现“关-开”式19F MRI信号激活，兼具优异生物相容性，为脑部疾病无创诊断提供了新平台。

　　

脑部疾病如阿尔茨海默病、帕金森病和脑肿瘤的早期诊断一直是医学难题。传统荧光探针因组织穿透力不足难以成像深部病变，而常规MRI又缺乏特异性对比。尽管¹⁹F MRI凭借“零背景”优势成为新希望，但血脑屏障（BBB）却像坚固的城墙般阻挡造影剂进入脑部。更棘手的是，现有¹⁹F造影剂无法区分病变与正常组织，导致假阳性风险。面对这些挑战，河北大学等机构的研究团队另辟蹊径，设计出一种能“智能”穿透BBB并精准点亮病变的双响应氟化糖聚合物，相关成果发表于《European Polymer Journal》。

研究团队采用RAFT聚合技术（可逆加成-断裂链转移聚合）合成超支化糖聚合物HBP-MBEHs，整合pH响应性单体DEAEMA、含氟单体HFiPMA、葡萄糖衍生物MAG及GSH敏感交联剂BAC。通过¹H NMR和动态光散射（DLS）验证结构，并利用小动物荧光成像和¹⁹F MRI评估体内外性能。

材料与方法
超支化糖聚合物HBP-MBEHs通过四组分RAFT聚合制备，其结构经核磁共振确证。动态光散射显示其在pH 5.0/10 mM GSH条件下粒径从163 nm膨胀至420 nm，证实双响应性。

结果与讨论

1. 智能响应机制：¹⁹F NMR显示HBP-MBEHs在生理环境下信号“关闭”，而在肿瘤微环境（pH 5.0+GSH）中信号增强8倍，实现精准激活。
2. BBB穿透验证：荧光标记实验证实聚合物通过GLUT1介导的转运穿透BBB，脑部荧光强度达肝组织的2.3倍。
3. 生物安全性：溶血率<5%、细胞存活率>90%，H&E染色未发现器官损伤。

结论与意义
该研究首创将GLUT1靶向、超支化糖聚合物“簇效应”与双响应¹⁹F MRI相结合的策略。HBP-MBEHs像“分子特洛伊木马”般穿越BBB，并在病变部位释放氟信号，为脑部疾病提供兼具高穿透性与特异性的诊断工具。其模块化设计更可拓展至其他靶向递送系统，推动精准医学发展。