PSCA核酸适体靶向纳米探针可视化前列腺癌转移灶的研究

Magnetic resonance imaging(MRI) is an appealing imaging modality that is used to evaluate the metastasis of the prostate cancer in clinical practice. However, due to the paucity of the specific MRI imaging probe, the sensitivity and specificity of diagnosis is limited. In our initial, proof-of-principle study, we have recently demonstrated that an MRI imaging probe, consisting of superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIO) for MRI imaging and a single-stranded prostate stem cell antigen (PSCA) antibody for targeting moiety, could generate the negative contrast enhancement in the metastatic cells of prostate cancer in vitro. In the context of our earlier studies ,for translation from the laboratory to clinical use, we plan to elaborate a poly(ethylene glycol) (PEG)-coated and aptamer-conjugated SPIO nanoprobe that is capable of specifically targeting the metastasis of the prostate cancer via the surface-bound DNA aptamer of PSCA using a pragmatic and flexible strategy. After the optimization of the targeted nanoprobe, we will investigate the specific and targeted contrast enhancement of nanoprobes in 3-D cell aggregates in vitro and in orthotopic metastatic prostate cancer model in vivo and explore the determined factors of successful application of SPIO-based nanoprobe in metastasis of prostate cancer in vivo. We believe that our study has potential for providing the data for improve the diagnosis of the metastasis of the prostate cancer in clinical use.

核磁共振技术（MRI）是广泛应用于临床评估前列腺癌转移的方法，但是由于缺乏特异性的MRI探针，敏感性和特异性均不高。我们前期的研究发现，以前列腺干细胞抗原(PSCA)作为靶点，以超顺磁性四氧化三铁(SPIO)作为MRI造影剂，在体外可成功使转移性前列腺癌细胞特异性显像。本课题在前期的研究基础上继续深入，拟研发可能应用于临床的靶向纳米探针，以PSCA特异性的DNA核酸适体作为靶向配体，利用聚乙二醇(PEG)作为转运体转运SPIO，采取可控的合成体系构建前列腺癌转移灶特异性的靶向纳米探针，并且从医学的角度，以应用于体内为目标，对整个纳米体系进行优化选择，从体外3-D细胞培养模型向体内过渡，使原位前列腺癌转移动物模型特异性、靶向性显像，探讨前列腺癌转移灶特异性的靶向纳米探针成功应用于体内的关键因素，提高前列腺转移灶的诊断水平，为进一步的临床实验打下基础。

前列腺癌在我国男性中发病率不断增高，死亡率不断上升。从细胞和分子水平上使肿瘤细胞可视化，进而监测肿瘤细胞在体内的分布和迁徙，是早期诊断肿瘤和评价疗效的重要手段。常规的MRI成像方法难以达到探测分子或细胞生物过程所需的灵敏度，因此针对前列腺癌细胞特异性的高敏感MRI分子探针，对于诊断和监测肿瘤进展具有重要的意义。本项目旨在筛选一种前列腺癌特异性的核酸适配体作为靶向分子，构建前列腺癌特异性的MRI分子探针。结果显示， 我们以PC-3细胞为靶细胞，采用 Cell-SELEX活细胞筛选技术，成功获得PC-3细胞高特异性、高亲和力的ssDNA 适配体Wy-5a，通过载药实验充分证明了Wy-5a对前列腺细胞的靶向性及作为靶向分子的可行性； 进一步以Wy-5a作为靶向分子，成功构建了携带SPIO的Wy-5a偶联长循环纳米脂质体，并且对SPIO的粒径和Wy-5a在脂质体表面的密度进行了优化，这种靶向纳米脂质体在体外能被前列腺癌细胞特异性的吞噬，具有良好的主动靶向效应，同时具有足够的MRI灵敏度，在体内动物模型中可靶向显像前列腺癌组织。本研究为前列腺癌的影像学诊断提供了特异性的靶向分子探针，为进一步的实验打下基础。