肿瘤耐药分子探针：特异靶向肿瘤细胞上皮-间质转化的二氢蝶啶酮衍生物类正电子分子探针研发及实验研究

The risk of tumors resistance to cancer therapeutics remains the common and major obstacle to successful treatment of many cancers. It will be of great significance if early noninvasive, highly-selective, highly-specific molecular probes of tumor resistance can be developed, which may help to improve personalized precision therapy, optimal treatment planning and prognosis. Epithelial-mesenchymal transition was thought to be an important new mechanism in the process of tumor resistance. Polo-like kinase 1 is an important inducer to promote tumors resistance in epithelial-mesenchymal transition, and highly expresses in the tumor resistance issues reported in the recent studies and our previous findings. Dihydropteroate pyridine ketone derivatives have characteristics such as high specific-targeting, strong anticancer efficacy (diminishes acquired resistance, caused G2/M arrest and apoptosis) and mild side effects, which possess the essential factors to develope PET probes. Further study is to develop the PET molecular probes such as 18F(11C)-Dihydropteroate pyridine ketone derivatives based on structure-activity relationship theory, our successful synthesis of precursors and reference compounds ,and preliminary radiosynthesis. Micro PET will be used to screen out more specific and higher biologic activity molecular probes. The developed PET molecular probes will have autonomic intellectual property.

肿瘤细胞产生耐药性是临床肿瘤治疗中最常见最棘手的问题。如能研发出可在体内早期无创性探测、高灵敏及高特异靶向的肿瘤耐药分子探针，无疑对患者个体化精准化治疗，选择优佳治疗方案改善预后意义非凡。肿瘤耐药过程中的上皮-间质转化被发现肿瘤耐药一最重要新机制，最新研究及本课题组研究均已证实polo样激酶1是抗肿瘤耐药中的EMT重要诱导物,呈特异性异常高表达；二氢蝶啶酮衍生物具有特异靶向、抗肿瘤活性强（特异抑制间质型转化，诱导细胞周期G2/M阻滞、凋亡）及副作用轻等特性，具备了研发正电子分子探针先导物要素。本研究拟以构效关系理论，不影响二氢蝶啶母核的前提下，在前期成功合成二氢蝶啶酮衍生物正电子分子探针前体、参比化合物及初步探索放化合成探针的基础上，深入研发多种18氟（11碳）-二氢蝶啶酮衍生物类分子探针；利用小动物PET技术筛选生物活性更优佳的特异耐药分子探针。研发的正电子小分子探针将具有自主知识产权。

肿瘤细胞产生的耐药性是临床肿瘤治疗中最常见、最棘手的问题，是肿瘤治疗失败的最主要原因,也是困扰肿瘤治疗的关键性难题。本研究探索性研发了4-[[(7R)-8-环戊基-7-乙基-5,6,7,8-四氢-5-甲基-6-氧代-2-喋啶基]氨基]-3-甲氧基-N-(1-甲基-1-三氟(18F)化硼甲基-4-哌啶基)苯甲酰胺盐正电子分子探针总合成时间约为20min至30min，放化产率15-23%(未经衰变校正)，放射化学纯度大于95%，稳定性实验显示2h稳定（放射化学纯度大于95%），产品质量控制指标符合放射性药物质量要求。但由于在体内动物肿瘤模型中未见有明显摄取，本研究课题组经过积极改进，重新设计实验步骤，探索性合成耐药分子探针PLK1多肽类光学探针、ADH-1光学分子探针、99mTc-HYNIC-ADH-1及18F-ADH-1分子显像剂。PLK1多肽类光学探针初步显示在PC9GR较PC细胞明显高摄取；合成99mTc-HYNIC-ADH-1分子探针，标记率及放射化学纯度均大于97%。荷瘤鼠SPECT/CT显像结果表明1h时PC9肿瘤显示最清晰，2h时PC9GR肿瘤显示最清晰，生物分布和显像结果表明该探针在耐药肿瘤细胞中具有较高的摄取及瘤-肌比。合成光学分子探针Cy3-ADH-1、Cy7-ADH-1，研究发现Cy3-ADH-1相对于非耐药株而言，同种细胞对应的耐药株对Cy3-ADH-1的摄取更为显著（比值均＞2:1）。在15min~2h范围内，PC9GR细胞摄取Cy7-ADH-1随时间延长而升高，在48h荧光强度仍处于较高水平。制备18F-AlF-NOTA-ADH-1正电子显像探针，放化纯度＞98%，达到了标记探针体内及体外实验的要求；分布实验证明18F-AlF-NOTA-ADH-1主要经肾脏排泄，且以快速血液清除为特征，可被胰腺癌PDX细胞摄取；体内的生物学分布提示18F-AlF-NOTA-ADH-1主要经泌尿系统排泄，部分经过肝胆系统排泄。胰腺PDX荷瘤裸鼠模型中肿瘤显影比较清楚，肠癌SW-480荷瘤裸鼠模型中，肿瘤显像。本研究以肿瘤耐药为切入点研发分子探针，其中PLK1多肽类光学探针、ADH-1光学分子探针、99mTc-HYNIC-ADH-1及18F-ADH-1分子显像剂有望为肿瘤耐药分子影像学诊断提供了一种有发展潜力的分子探针。