TfR抗体介导I-131标记BmK CT靶向显示和治疗脑胶质瘤的作用及作用机制研究

蝎氯毒素可抑制胶质瘤氯通道，抑制脑胶质瘤细胞迁移与浸润，I-131标记后，不仅可显示其体内的生物学特性，同时进行靶向性放射性核素治疗。本课题组首次合成了I-131标记蝎氯毒素BmKCT，证实其能抑制C6胶质瘤细胞生长，作用效果明显优于BmKCT，动物实验证实大鼠皮下胶质瘤能摄取131I-BmKCT，具有较高的靶本比。由于其不能通过血脑屏障，大鼠颅内胶质瘤基本不摄取131I-BmKCT，但瘤内注射治疗效果良好，而使用甘露醇后，大鼠颅内胶质瘤能摄取标记物。本课题拟在这些原创性研究基础上，将131I-BmK CT与大鼠转铁蛋白受体（TfR）的单克隆抗体OX26偶联，合成131I-BmKCT-OX26复合物，探究其能否通过血脑屏障，并利用细胞、动物实验验证其活性，评估治疗效果，并利用膜片钳技术和受体表达水平检测，探究BmKCT特异性受体和作用机制，旨在为脑胶质瘤的无创显像、靶向性治疗提供新手段。

东亚钳蝎氯离子通道神经毒素BmK CT能与胶质瘤细胞特异性结合，抑制胶质瘤的侵袭和迁移。放射性核素131I标记的BmK CT有潜力成为靶向治疗和诊断胶质瘤的新方法。本项目成功完成了BmK CT与转铁蛋白受体单克隆抗体OX26的偶联，合成131I-BmK CT-OX26标记物，发现该标记物能与C6胶质瘤细胞特异结合，在大鼠颅内胶质瘤模型中也有一定摄取，但胶质瘤组织对131I-BmK CT-OX26摄取不够高，靶本比低，滞留时间短，不能满足胶质瘤显像和治疗的要求。因此我们以聚酰胺-胺型树状大分子PAMAM为载体，在其表面修饰BmK CT和标记131I后，得到了PAMAM-BmK CT-131I纳米探针。该标记物具有良好的体外稳定性和靶向性，裸鼠模型体内SPECT显像表明该标记物能在肿瘤部位浓聚，具有较好的靶本比；裸鼠模型体内治疗实验结果显示，该标记物能够诱发胶质瘤细胞的凋亡，明显抑制胶质瘤的生长，延长生存期，并且没有明显的毒性作用。以上结果表明，131I标记的PAMAM-BmK CT有望成为一种安全显像和治疗胶质瘤的新方法。同时本项目还成功完成了BmK CT作用胶质瘤细胞机制的初步研究，其结果表明尽管BmK CT不能明显抑制胶质瘤的生长，但可以通过减少胶质瘤细胞内基质金属蛋白酶MMP2的含量，抑制胶质瘤细胞的侵袭和迁移，而131I-BmK CT不仅能够明显抑制胶质瘤细胞的成长，且对胶质瘤细胞的侵袭和迁移的抑制作用明显优于未标记的BmK CT。定量PCR检测表明BmK CT不能影响胶质瘤细胞的MMP2基因表达水平，而Western blot检测显示BmK CT明显降低了MMP2蛋白的表达，因此BmKCT很可能是通过降低胶质瘤细胞MMP2蛋白的分泌，影响其侵袭和迁移。本项目中，BmK CT对胶质瘤的作用机制还需要进一步明确，131I-BmK CT是否有潜力用于胶质瘤的治疗进入临床研究，仍需更全面的研究。本项目的研究结果，将对发展新型放射性核素分子探针用于胶质瘤的诊断和治疗提供一定的借鉴，为开发天然生物毒素用于肿瘤治疗的发展拓展思路。受本项目支持的研究成果在Theranostics、ACS Applied Materials & Interfaces和Nanoscale等期刊发表。