靶向肿瘤新生血管双模态分子成像探针的构建

肿瘤是危害人类健康的重大疾病；肿瘤诊治仍面临着巨大挑战。血管生成是肿瘤发生发展的重要环节。利用分子影像学技术，研究肿瘤血管生成，不仅能加深对肿瘤生物学行为的认识，还能为肿瘤诊治提供新方法。目前，所用分子显像技术各有优劣势。整合各种技术手段的优势于一体，是国内外学者追求的目标；而整合的重要物质基础是能够用于多（双）模态成像的探针。本课题在具有自主知识产权的氧化铁纳米晶体及肿瘤血管特异性结合肽GX1的基础上，经过表面化学修饰与共价结合方式，构建靶向肿瘤（胃癌）血管内皮细胞的特异性双模式（MR/荧光）成像探针。应用该探针对动物模型肿瘤血管生成双模态显像，有助于促进肿瘤早期诊断、抗血管生成治疗适应征确立、个体化治疗，以及在体、早期、无创甚至定量疗效评估等方面问题的解决。

背景：肿瘤是危害人类健康的重大疾病，而早期诊治仍面临着巨大挑战。血管生成是肿瘤发生发展的重要环节。利用分子影像学技术研究肿瘤血管生成，有望为肿瘤诊治提供新方法。本课题在具有自主知识产权的氧化铁纳米晶体及肿瘤血管特异性结合肽GX1的基础上，经过表面化学修饰与共价结合方式，构建靶向胃癌血管内皮细胞的双模态成像探针。内容：（1）利用“一锅法”合成表面功能化修饰的氧化铁纳米晶体，然后与荧光标记的胃癌新生血管靶向性肽GX1-Cy5.5进行偶联构建双模态纳米探针（DPs），测定探针的水合粒径及Zeta电位，并估算偶联结合率。（2）采用噻唑蓝比色法（MTT）测定DPs对人脐静脉内皮细胞（HUVECs）和胃癌细胞BGC-823活性的影响。（3）配置不同浓度DPs溶液行MR扫描，选择五种扫描序列，观察在不同扫描序列下的相对信号强度的变化，从而选择最佳的成像序列。（4）建立胃癌皮下移植瘤模型，尾静脉注射等量的靶向组（DPs）及非靶向组（Fe3O4-Cy5.5），利用MR及光学成像示踪DPs在活体内的药代动力学分布。分离皮下移植瘤及脏器，分别进行荧光成像、普鲁士蓝染及CD34免疫组化染色，与在体成像结果进行对比验证。结果：（1）氧化铁晶体、DPs的平均水合粒径分别为（35.23±0.07）、（39.49±0.16）nm；平均Zeta电位分别为（0.31±0.20）、（－4.15±0.79）mV，探针的偶联率为92%。（2）DPs在铁浓度≤150μg/ml时，对胃癌细胞BCG-823和HUVECs的增殖抑制作用均很弱，无明显细胞毒性。（3）T1WI信号强度随DPs浓度的增加先升高后降低，FSPGR-T1WI相对信号强度大于FSE-T1WI（p＜0.01）；当＞10μg/ml时，FSE-T2WI与SSFSE-T2*WI相对信号强度无明显差异（p＜0.01），FESITA-T2*WI序列相对信号强度低于前两者（p＜0.05），且；当≤10μg/ml时，SSFSE-T2*WI较FSE-T2WI信号降低更明显（p＜0.05）。选择检测探针的最佳扫描序列为SSFSE-T2*WI。（4）注射DPs探针8h后肿瘤对比信噪比（CNR）较注射前降低（P＜0.05）;非靶向组注射前后对比信噪比未见明显改变（P＞0.05）；信号降低主要集中在肿瘤外围区域（P＜0.01）。注射DPs后2~48h内肿瘤的荧光强度明