基于可活化胶原蛋白结合肽的肿瘤MMP-14酶活性核素显像研究

Matrix metalloproteinases (MMPs) can promote tumor invasion, metastasis and angiogenesis. Membrane-expressed MMP-14 is in the leading role ammong them,and it has become an important target for antineoplastic therapy. Detection of MMP-14 enzyme activity in tumor in vivo is very important for guiding the therapy of MMP-14 inhibitors and evaluating its curative effect, and radionuclide imaging of activable molecular probe is the way to display MMP-14 enzymatic activity in vivo. This study will join the 99mTc-labeled collagen-binding peptide(HVWMQAP) and collagen-like peptide (GPHyp)5 which can inhibit combination between HVWMQAP to the both ends of a peptide specifically sheared by MMP-14. After the (GPHyp)5 sheared by the MMP-14 on the tumorcell surface, HVWMQAP is exposed and activated, and combine with collagens in the tumor interstitial. Accordingly, molecular imaging of the enzymatic activity of MMP-14 is achieved in vivo. This study will research physical, chemical and biological properties of the molecular probe in vitro and in vivo, and imaging in animals, to provide the theory basis of molecular imaging diagnosis on MMP-14 enzyme activity.

基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases, MMP）能够促进肿瘤的侵袭、转移与血管生成，其中MMP-14具有关键作用，并已成为抗肿瘤治疗的重要靶标。探测MMP-14在肿瘤中的酶活性，对指导临床实施MMP-14抑制剂抗肿瘤治疗与疗效评价具有重要意义，而可活化分子探针的核素显像是实现在体显示MMP-14酶活性的解决途径。本课题拟将99mTc标记的胶原蛋白结合肽（HVWMQAP）和能够抑制其与胶原蛋白结合的胶原蛋白样多肽(GPHyp)5，分别构建于能被MMP-14特异性酶切的多肽序列两端。当(GPHyp)5在肿瘤细胞表面MMP-14酶切作用下脱落后，HVWMQAP暴露活化，并与肿瘤间质中的胶原蛋白结合后滞留，从而实现MMP-14酶活性的在体分子影像。本课题通过研究该探针的体、内外生物活性与动物显像，为实现MMP-14酶活性的分子影像诊断提供理论依据。

基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases, MMP）能够促进肿瘤的侵袭、转移与血管生成，其中MMP-14具有关键作用，并已成为抗肿瘤治疗的重要靶标。探测MMP-14在肿瘤中的酶活性，对指导临床实施MMP-14抑制剂抗肿瘤治疗与疗效评价具有重要意义，而可活化分子探针的核素显像是实现在体显示MMP-14酶活性的解决途径。本课题拟将99mTc标记的胶原蛋白结合肽（HVWMQAP）和能够抑制其与胶原蛋白结合的胶原蛋白样多肽(GPHyp)5，分别构建于能被MMP-14特异性酶切的多肽序列CPKESCNLFVLKD两端。当(GPHyp)5在肿瘤细胞表面MMP-14酶切作用下脱落后，HVWMQAP暴露活化，并与肿瘤间质中的胶原蛋白结合后滞留，从而实现MMP-14酶活性的在体分子影像。. 本课题在研究过程中遇到原设计多肽合成困难，但意外发现MMP14特异性酶切的多肽序列CPKESCNLFVLKD（以下简称CBP1495）能够与I型胶原蛋白有效结合（Kd = 861 nM），该亲和力显著高于原课题设计中胶原蛋白结合肽HVWMQAP与I型胶原蛋白的亲和力（Kd = 61 μM）。作为该课题的扩展研究，我们利用生物素标记的CBP1495，通过Western Blot和组织化学等方法，在体外成功显示了I型胶原蛋白或胶原纤维。在上述研究基础上，成功制备了99mTc标记的CBP1495，并在体显示了肺纤维化或肝纤维化大鼠模型的纤维病变组织。纤维化是一个与多种慢性疾病密切相关的病理改变，但目前临床上尚缺少一种可靠的纤维化显像方式。本课题研究发现的99mTc-CBP1495有望成为一个具有潜在临床应用价值的纤维化显像剂。. 此外，课题研究中还发现首尾环化后的CBP1495丧失了与胶原蛋白的结合能力。目前我们正在积极研究环化的CBP1495能否被MMP-14有效酶切，而酶切后的多肽能否恢复与I型胶原蛋白的结合能力，以期构建出一个环状结构的可活化胶原蛋白结合肽。如果这部分实验成功，将有望实现在体显示肿瘤MMP-14酶活性的原课题目标。