靶向液-气相变型纳米探针分子显像与定量评估肝纤维化

Liver fibrosis is the pathological changes and necessary way of all sorts of chronic liver disease to cirrhosis, and there has an important clinical diagnosis and treatment significance to evaluate the classification and the stage. With the rapid development of the molecular imaging,which produced by crossing of traditional medical imaging technology and modern molecular biology, are expected to achieve a breakthrough at the molecular level. Therefore, the liver fiber is choosed as the model, the liquid fluorine carbon nanoparticles as the core of the ultrasonic molecular imaging, lipids wrapped phase-change type liquid perfluorocarbon nanoparticles contrast agent prepared, to prepare multi-modal nanoparticles can be used to enhance ultrasound, CT, imaging, And RGD-PEG is attached to the nanoparticle surface, by means of the high affinity between with RGD sequence and receptor expressed by hepatic stellate cell surface, to design multi-modal molecular probes targeting to liver fibrosis to achive multi-modal molecular imaging of liver fibrosis.And by observing the specific imaging at the molecular and cellular level, to reflect dynamic changes of the expression level of the receptor in the body non-invasive, to detect the occurrence and development of liver fibrosis in vivo, provide a new way of thinking and means for the assessment of liver fibrosis.

肝纤维化是各种慢性肝病向肝硬化发展所共有的病理改变和必经途径，对其进行分级分期的评估具有重要的临床诊治意义。目前分级分期缺乏一种可靠和特异性的非创伤性评估方法，随着传统医学影像技术与现代分子生物学的交叉融合而产生的分子影像技术的迅速发展，将有望在分子水平对这一问题取得突破，但仍面临缺乏有效的分子探针并进行在体研究等瓶颈问题。本课题拟针对肝星状细胞表面高表达的RGD受体，构建液-气相变液态氟碳纳米粒分子探针，实现肝纤维化的超声、CT双模分子成像，研究其在体无创性评估肝星状细胞表面受体表达水平动态变化的规律，阐明无创性活体检测肝纤维化发生、发展的机制，为评估肝纤维化分级分期提供一种新的思路和手段。

本课题旨在利用靶向纳米粒，解决从分子水平在体评估肝纤维化程度的问题，实现对肝星状细胞外受体表达水平的在体定位、定量研究，揭示其与肝纤维化发生、发展的关系，并利用影像分子成像技术，从细胞与分子水平对肝纤维化进行分期分级，为评估肝纤维化提供一种新的手段。本课题研制出一种具有多功能、多模态显像能力的靶向液态氟碳纳米粒造影剂，优化相关制备工艺，掌握了载铁液态氟碳纳米粒体内外显像关键技术参数。通过双步乳化法能制备出粒径均一、表面光滑、形态规则，稳定性较好的PLGA-PFOB- Fe3O4 NPs纳米粒混悬液。PLGA与PFOB比例、声振时间、蒸发时间能影响纳米粒混悬液的稳定性和纳米粒的粒径大小、形态、均匀性。完成了与活化肝星状细胞整合素αvβ3具有更高亲和力和稳定性的环八肽cRGD的设计与合成。完成了环八肽cRGD与纳米粒的连接，制备了多模态靶向液态氟碳纳米粒。完成了靶向纤维化分子探针体外分子显像研究，结果显示制备的cRGD-PLGA-PFOB- Fe3O4 NPs具有良好的声学性能、CT及磁共振显像能力，具备增强超声/CT/MRI多模态显像的潜能，在体外对活化大鼠肝星状细胞 HSC-T6 细胞具有靶性，具有良好的生物安全性，是一种有效的多模态显像靶向纳米粒造影剂。完成了大鼠肝纤维化模型的建立，并研究了与肝星状细胞活化相关的整合素αvβ3、α-SMA、转化生长因子-β1与肝纤维化程度的关系。HE 染色示纤维化病理改变程度随着诱导时间延长逐渐加重，Masson染色显示随着诱导时间延长胶原纤维面积百分比逐渐增加。纤维化肝脏内整合素αvβ3、α-SMA和TGF-β1的表达随着肝纤维化程度的加重而逐渐增加。完成了多模态靶向液态氟碳纳米粒造影剂体内超声、CT显像，制备的 cRGD-PLGA-PFOB NPs 造影剂具有良好的体内增强肝脏超声/CT 双模态显像能力. cRGD-PLGA-PFOB NPs对纤维化大鼠肝脏增强显像强度高于正常大鼠，随着肝纤维化的进展，肝脏回声强度值及 CT 值也显著增强，且不同程度肝纤维化各组的回声强度值和CT值差别具有统计学意义。超声/CT双模态靶向纳米粒造影剂分子显像可能成为评估肝纤维化程度的有效方法。