含双功能基的新型钆配合物作为肿瘤细胞靶向性造影剂的研究

核磁共振成像(MRI)技术已成为当今临床诊断中最为有力和安全的检测手段之一。为确保临床诊断的准确性, MRI检查常常使用造影剂来提高图像对比度,设计合成安全有效的造影剂一直是MRI领域的研究热点。为了研制新型高效肿瘤细胞靶向性造影剂，本课题针对临床应用MRI造影剂的基本要求，综合配位化学、生物化学、分子生物学、靶向药物设计的基本原理，通过共价结合的化学衍生技术设计合成具有双功能基团的配体，利用硝基咪唑类化合物在肿瘤乏氧细胞内的选择性滞留与积累特性，将螯合顺磁性Gd(III)离子的造影剂运输到肿瘤组织和细胞的局部，以提高造影剂的选择性和靶向性。本项目重点研究配体（或配合物）结构与弛豫效率、修饰化合物的结构与肿瘤显像灵敏度、稳定性与毒性、介导基团和肿瘤细胞之间的选择性以及相互作用等内容，为开发新型细胞靶向型MRI造影剂以及特异性显像剂提供新的构思。

为确保临床诊断的准确性, MRI检查常常使用造影剂来提高图像对比度,设计合成安全有效的造影剂一直是MRI领域的研究热点。本项目利用硝基咪唑类化合物在肿瘤乏氧细胞内的选择性滞留与积累特性，设计合成具有双功能基团的系列配体，这种基于以上肿瘤细胞的乏氧特性靶向原理进行造影剂的靶向设计还未见报道。. 本项目通过常规法、微波法、超声法相结合成功合成了两个系列新的双功能基系列配体。配体和金属Gd(III)盐自组装合成了顺磁性金属Gd(III)螯合物造影剂，配体与放射性素99mTc 离子螯合可得到乏氧肿瘤显像剂，基本实现了设计配体双功能的特性。合成的Gd-L配合物具有良好的水溶性，采用pH电位滴定法测定得到的稳定常数的对数logKGd-L在9-10范围；说明它们具有较高的稳定性；MTT细胞毒性测试表明，对于子宫颈癌细胞（Hela），IC50(DTPA-Gd)=0.4665，螯合物的IC50值均大于此值，Gd-L配合物细胞毒性小于商用DTPA-Gd, 具有低毒性；螯合物的细胞毒性与其稳定性具有一定的关系。. Gd-L配合物作为造影剂体外纵向弛豫效率最高达到8.47 mM-1mS-1，与小分子配合物Gd-DTPA(4.33mM-1mS-1)相比，所有Gd-L配合物的弛豫率都有一定程度的提高。Gd-L配合物在牛血清白蛋白(BSA)溶液中弛豫效率均明显提高，具有诱导弛豫增强性质。磁共振T1活体成像实验结果表明，小鼠肾脏的图像信号明显优于注射对照组Gd-DTPA后所得的图像信号，清晰度和对比度也明显提高，该小分子造影剂对肾脏组织具有一定的靶向性。.选取代表性的配体L3用放射性99mTc 标记，标记率达到85%以上；选取荷A549 人肺癌细胞的裸鼠作为动物样本，注射后分别于3h、6h时SPECT成像仪全身成像表明，至6h 时肿瘤位置清晰可见；6h后断头处死，通过放射性计数表明，在动物体内的代谢主要分布心、肺、肝、肾、肌肉、血等组织和器官。其中，肿瘤/肌肉=10.8977，肿瘤/血=2.08，肿瘤/骨=4.1837，表明放射性标记物99mTc-L3对肿瘤组织具有良好的靶向性。