肿瘤靶向的MRI/荧光纳米分子探针的构建及其光磁成像的研究

The design of molecular imaging probe is the key in the application of molecular imaging. Developing effective, MRI/optical dual-modal, specific tumor-targeted nanoprobe for early diagnosis of the smaller size tumor is very necessary and timely. We have successfully developed the nanoprobes including gadolinium nanoprobe and gadolinium/gold dual-modal nanoprobe in the last few years.These novel nanoprobes exhibited the good biocompatibility and effective MRI in mice. Based on our previous studies, we purpose a new dural-modal nanoprobe prepared with the gadolinium and europium nanocomposites by the laser ablation in liquid, and modified with folate, which provides an efficiently analytical technology for early detetion of breast cancer. In conclusion,this project provides not only a novel targeted nanoprobe in breast cancer, but also an important technique of molecular imaging for diagnosis of other diseases.

分子影像探针的构建是分子影像学的核心。研发肿瘤靶向性MRI/荧光双模态分子影像探针，是实现对微小肿瘤早期诊断的重要途径之一，是分子影像学研究的一个关键科学问题。申请人前期研究已成功合成了钆纳米探针和钆纳米金分子探针，它们都具有良好的生物相容性，并对小鼠肿瘤组织有较好的核磁共振成像效果。本项目在已有工作基础上，以乳腺癌为研究目标，拟采用液相激光烧蚀法制备钆铕纳米复合物，经过氨基化后，化学偶联羧基活化的叶酸分子，试图构建一种稳定的、安全的、灵敏度高的肿瘤靶向性MRI/荧光分子探针；结合核磁共振成像和光学成像的无损伤性、高灵敏度、精细的空间和组织分辨率，构建一种用于活体肿瘤的核磁共振和光学分子成像平台。本项目突出解决肿瘤靶向性MRI/荧光分子影像探针的构建，及其活体内高灵敏分子成像问题，为乳腺癌的早期诊断提供新方法，也为其它肿瘤诊断提供重要的借鉴。

研究背景：肿瘤靶向性MRI/荧光双模态分子影像探针的研发，是实现对微小肿瘤早期诊断的重要途径之一，是分子影像学研究的关键科学问题。.主要研究内容：本项目以乳腺癌为研究目标，采用简单、环保的液相激光烧蚀法一步制备高纯度的钆铕纳米复合物，经过氨基化后，化学偶联羧基活化的叶酸分子，试图构建一种稳定的、安全的、灵敏度高的肿瘤靶向性MRI/荧光分子探针；结合核磁共振成像和光学成像的无损伤性、高灵敏度、精细的空间和组织分辨率，构建一种用于肿瘤的核磁共振和光学分子成像平台。.重要结果：将叶酸分子紧密的结合在 MRI/荧光分子探针的表面，在肿瘤细胞内具有良好的稳定性、特异靶向性、安全性和有效性。在皮下移植瘤动物模型研究中，靶向性分子影像探针具有一定的肿瘤靶向性和有效性；但是，其有一定的体内纳米免疫毒性，后期研究中，仍需要进一步完善靶向性分子探针的制备工艺。该部分研究正在开展中。.关键数据：靶向性MRI/荧光分子探针具有良好的核磁共振和光学特性，靶向性分子没有影响纳米分子探针的物理化学特性；同时，具有良好的细胞生物相容性和有效性。但是，体内免疫毒性研究中，靶向性分子探针的动物外周血中性粒细胞ROS；血清中CD25和CD11b水平；重要组织中的P13k基因表达水平；与阴性对照组比较都具有显著性差异，出现体内纳米免疫毒性。.科学意义：本项目主要解决了肿瘤细胞靶向性MRI/荧光分子影像探针的构建，同时在肿瘤细胞内具有较好的靶向性、良好的安全性和高灵敏的分子成像，为乳腺癌的靶向性诊断提供了一定的研究理论基础。然而，Balb/c小鼠研究表明，该肿瘤靶向性分子探针具有一定的体内纳米免疫毒性，需要进一步完善该纳米分子探针的制备工艺，提高其体内生物相容性。另外，本项目的研究成果表明，纳米分子影像探针的体内纳米免疫毒性的分子机制主要与分子探针的纳米结构对体内的氧化应激反应的作用有密切相关性，为其它纳米分子影像探针的体内免疫毒性分子机制的研究提供重要的借鉴。