近红外荧光/磁性Endoglin适配体靶向肺癌双模态成像研究

Multimodal imaging is one of the effective means for early diagnoses cancer due to the combination of the advantages of molecular imaging techniques. Aptamer, short single-stranded DNA or RNA oligonucleotides, is a promising molecular probes in vivo cancer imaging. Endoglin, a cell surface molecule over-expressed on endothelial cells of tumor-associated blood vessels, is a new type of tumor molecular targets site. In this project, a multifunctional of fluorescence/magnetic Endoglin aptamer targeting molecular nanoprobe is prepared with magnetic chitosan nanoparticles as multifunctional nanometerial carrier, Cy5.5 as near infrared fluorescent material, and Endoglin aptamer as target recognition group. The aptamer imaging nanoprobes' targeting as well as the target cell biological effects is evaluated. At the same time, the feasibility, validity and mechanism of the near-infrared fluorescence imaging (NIRFI) and magnetic resonance imaging (MRI) are discussed in vivo and in vitro using lung cancer as the research object. The application of aptamer nanoprobes targeted to Endoglin might hold great promise in the detection of tumor living cells and in vivo cancer imaging, and lay the theoretical foundation in clinical diagnosis.

多模态成像技术是多种成像模式的结合与优势互补，是恶性肿瘤早期诊断的有力手段。适配体是体外人工合成的ssDNA 或RNA 寡核苷酸分子，为一种潜在理想的活体成像探针。Endoglin 是一种细胞膜糖蛋白，与肿瘤血管生成密切相关，是一种新型的肿瘤分子靶点。本课题拟利用前期研究筛选的Endoglin适配体为靶标识别分子，以磁性壳聚糖纳米粒为载体，Cy5.5为近红外荧光标记分子，构建针对肿瘤新生血管内皮细胞的Endoglin有特异性识别能力的荧光/磁性Endoglin适配体纳米靶向探针。通过与鼠肺癌新生血管内皮细胞的体外实验，验证该探针的稳定性、靶向性及生物学特性。然后，以荷人肺癌裸小鼠为肿瘤动物模型，研究探针在鼠体内的MRI/NIRFI双模态活体靶向成像。为适配体多模态靶向分子探针尽早用于临床奠定理论基础和提供实验依据。

多模态成像技术是多种成像模式的结合与优势互补，是恶性肿瘤早期诊断的有力手段。适配体是体外人工合成的ssDNA 或RNA 寡核苷酸分子，为一种潜在理想的活体成像探针。本项目基本上按原计划进行。由于项目组所在的研究平台一直在做肝癌的研究，故我们就以肝癌模型来研究所构建的光、磁纳米适配体靶向探针的适用性和普适性。项目组经过4年的努力，开展了如下的工作：①制备出能特异性结合肝癌新生肿瘤血管内皮细胞的磁性mEND- Fe3O4@CMCS纳米探针并应用于体内外MRI成像研究，为肝癌的早期影像学诊断提供了一种新的T2成像靶向探针；②构建出一种能同时实现荧光成像和磁共振成像的双模态活体成像纳米探针（FITC-TLS11a aptamer-Fe3O4/GO）用于HepG2细胞磁共振成像研究，为肿瘤的靶向诊断提供新的策略；③制备并表征了一种光/磁双模态纳米探针(Cy5.5-End-Fe3O4/KCTS)，为以后开展体内外多模态成像提供了物质基础。.此外，在本项目资助下，项目组还开展了以下研究：①构建了基于AFP适配体的纳米电化学传感器用于检测肝癌标志物AFP。 ②基于纳米材料特性、免疫反应、酶催化银沉积原理等，构建了一系列电化学生物传感系统，用于检测人血清中的各种疾病标志物分子，如1,5-脱水葡萄糖醇、胆固醇、双氧水（H2O2）等。③利用磁性Fe3O4纳米材料为基底，雷帕霉素（Rapa）为抗肿瘤药物，设计合成了2种抗肝癌的靶向药物递送系统（Fe3O4/CMCS-Rapa和Fe3O4/GO-Rapa）,并研究了他们的体外抗肿瘤效果。④以柿单宁为生物质材料，通过修饰和改性，构建了一系列柿单宁基吸附剂，用于废水中重金属和染料的吸附研究。.在本项目资助下，项目组共发表学术论文19篇，其中SCI论文16篇，EI论文3篇；申请国家受理发明专利7项，其中6项已授权；共培养博士研究生3人，硕士研究生17人；1 人从讲师晋升为副研究员职称；新增主持国家自然科学基金1项，广西自然科学基金1项；参加国内外学术会议10次。.因此，该项目已经超额完成预期目标。