研究人员几乎没有工具来了解阿尔茨海默氏症或亨廷顿舞蹈症等神经炎症性疾病早期大脑中发生的情况。一种新的靶向炎症的信号分子可以促进早期神经炎症和随后的疾病的跟踪和治疗（ACS Cent.Sci.2024，DOI:10.1021/acscentsci.3c01564）。
引发炎症的酶之一环氧化酶-2 (COX-2)通常迅速达到峰值，然后迅速消失。它的短暂性使它成为一个方便的追踪器，可以精确定位炎症出现的位置。如果研究人员可以定位复发的炎症，他们也可以检测神经系统疾病何时何地开始发作。科学家们然后可以研究这些早期阶段，那时还有时间进行治疗以保护大脑。
许多实验室已经设计出与COX-2结合的分子，并通过正电子发射断层扫描（PET）揭示其位置。C-11标记的MC1（[11C]MC1）是迄今为止最好的一种，使COX-2能够在健康人脑中成像。马萨诸塞州综合研究所的放射化学家Jacob Hooker说，“这是一种出色的示踪剂，如果时间充足的话，它非常有效。”
PET放射性示踪剂需要在几分钟内与靶标结合，然后身体才能清除任何未结合的示踪剂。Hooker补充道，因此PET放射性示踪剂结合得越快，其信号就越强，定位更少量靶标分子的能力就越强。
Hooker和他的团队成员怀疑，如果他们能够使已经对COX-2具有高亲和力的MC1结合得更快，他们将提高其对COX-2的敏感性。该小组剪切并改变了示踪剂，然后测试了每个调整过的分子与COX-2结合的速度。为了寻找那些在2-10分钟内与COX-2结合的化合物，研究人员最终找到了MC1的几种替代品，这些替代品可以快速结合并快速释放，包括一种叫做BRD1158的分子。
在用C-11标记其结合最快的化合物后，研究人员在注射了表达COX-2的病毒的大鼠中测试了这些分子。他们发现来自[11C]BRD1158的最强信号出现在10到20分钟之间。相比之下，[11C]MC1的信号在30分钟到40分钟之间最亮。
[11C]BRD1158在大鼠模型中更快的信号传导表明，在人类PET扫描过程中，示踪剂应该快速结合。Hooker说，这意味着它可以在从体内清除之前揭示COX-2浓度较低的区域。
Hooker认为[11C]BRD1158将为研究人员提供一个机会，对大脑中的炎症进行成像，这是其他示踪剂所不能做到的。今年年底前，他将在亨廷顿舞蹈症患者身上测试该示踪剂。
哥伦比亚大学研究分子成像和神经病理学的J. John Mann表示，这种更快的示踪剂很具前景。但他还不清楚PET示踪剂在检测COX-2存在方面有多灵敏。他说:“在进行人类研究之前，我们不知道。”并补充道：“一种好的COX-2放射性示踪剂不仅可以揭示大脑炎症，还可以揭示癌症、类风湿性关节炎甚至移植排斥反应引起的炎症。”
