靶向EGFR的新型磁共振成像对比剂实验研究

Human epidermal growth factor receptor is overexpressed in breast cancer and other epithelial malignancies, which is very importment in diagnosis, targeted therapies and post-clinical evaluation of breast cancer. Although magnetic resonance imaging (MRI) based on gadolinium complex has become the tool of inspection of breast cancer, it is still non-specific and low-sensitive. To solve the problems, this study plans to use ligand active peptide (CMYIEALDKYAC；EBP) conjugated with Gd-DO3A and compose a new kind of contrast agent EBP-Gd-DO3A. Here the topic is to discribe the mechanism, targeting ability and imaging capabilities of the novel tagagent from molecular levels, cell levels and animal experiments. The aim of the project is to construct the contrast agent which can improve the specificity and sensitivity for tumor imagine of MR, also to provide the research data for the feasibility of in vivo tumor imaging.

人表皮生长因子受体过表达存在于乳腺癌等许多恶性肿瘤的细胞中，明确该受体表达状态对于乳腺癌的诊断、靶向治疗和预后评价至关重要。尽管基于Gd-DTPA的动态增强MRI技术已成为乳腺癌的重要检查手段，但仍存在特异性和敏感性不高等问题。为了解决该难题，基于配体-受体反应特异性的原理，以课题组前期关于肿瘤分子靶向性药物和受体靶向型造影剂前期研究为基础，将钆配合物Gd-DO3A与配体活性肽(CMYIEALDKYAC，EBP)偶联，合成出新型受体靶向性对比剂EBP-Gd-DO3A。本课题拟开展体外细胞EBP-Gd-DO3A结合试验、结合抑制试验、磁共振成像试验和磁共振成像抑制试验，以及动物体内急性毒性试验和肿瘤磁共振成像试验。旨在进一步探讨该对比剂的作用机理、寻靶能力及组织成像能力，为评价该对比剂用于活体肿瘤成像的可行性提供依据，也为构建能提高肿瘤成像特异性和敏感性的对比剂打下基础。

背景：目前MRI检查使用的造影剂Gd-DO3A存在组织特异性低、体内停留时间短等缺点。本研究以细胞表皮生长因子受体（EGFR）为靶标，将EGFR的配体活性片段（EGFR结合肽：EBP）与Gd-DO3A连接，构建靶向EGFR高表达肿瘤细胞的EBP-Gd-DO3A，以提高肿瘤检测的敏感性与特异性。. 研究内容：通过化学方法将EBP与Gd-DO3A共价连接，制备出EBP-Gd-DO3A；应用表面等离子共振技术，对EBP-Gd-DO3A和EGFR之间的结合能力进行了检测，从分子水平上分析EBP-Gd-DO3A靶向EGFR活性；将EBP-Gd-DO3A作用于高、低不同EGFR 表达水平的肿瘤细胞，观察细胞结合EBP-Gd-DO3A是否与EGFR表达水平有关，同时，采用EGFR抑制剂后，再用EBP-Gd-DO3A作用于肿瘤细胞，判断抑制剂是否影响对EBP-Gd-DO3A 与细胞EGFR的结合，从细胞水平上揭示EBP-Gd-DO3A靶向EGFR的特异性；观察EBP-Gd-DO3A 对动物的急性毒性反应，计算EBP-Gd-DO3A 的半数致死量和最大耐受剂量；静脉注射EBP-Gd-DO3A到乳腺癌移植瘤动物后，在不同的时间点上进行MRI检测，对比瘤体内的信号强度，从动物水平上探讨EBP-Gd-DO3A 作为新型MRI造影剂的可行性。. 结果：EBP-Gd-DO3A工艺可靠，质量稳定；体外EBP-Gd-DO3A与EGFR结合试验，表明两者之间存在特异性相互作用；体外细胞试验，显示细胞结合EBP-Gd-DO3A的水平，与细胞EGFR表达水平呈明显正相关，说明EBP-Gd-DO3A具有靶向细胞EGFR作用。此外，在EGFR抑制剂作用下，细胞结合EBP-Gd-DO3A被明显抑制，表明EBP-Gd-DO3A与细胞的结合通过EGFR介导；通过动物毒性试验，取得EBP-Gd-DO3A 的半数致死量和最大耐受剂量，计算出动物暴露量，证实安全性高；在乳腺癌移植瘤动物应用EBP-Gd-DO3A后，MRI检测实验组瘤体信号强度升高明显。. 意义：本项研究表明，构建靶向 EGFR 的新型磁共振成像对比剂，有望成为具有肿瘤特异性的高效、低毒MRI造影剂。