导向肽介导光学分子影像靶向诊断膀胱肿瘤的实验研究

随着人类蛋白质组研究的不断完善和现代光学技术的进步，生物大分子间，以及大分子与细胞间相互作用的生命现象可以活体、动态、实时、连续监测和光学成像。所以，本项目针对膀胱原位癌诊断困难、术中肿瘤不易识别和术后反复膀胱镜复查的临床难点，拟采用导向肽荧光探针介导光学分子影像靶向诊断膀胱肿瘤。应用光谱分析、荧光探针、免疫荧光、活体分子荧光成像和图像处理等研究方法，研究国人膀胱肿瘤导向肽氨基酸序列，制备导向肽和荧光染料共轭分子荧光探针，进行荧光探针标记原位膀胱肿瘤模型、移植瘤模型、人体肿瘤组织病理切片和尿液脱落细胞的实验研究。旨在阐述导向肽荧光探针靶向标记活体和离体膀胱肿瘤细胞的特异性和靶向性、明确探针标记在内窥镜、活体分子荧光成像系统和显微镜下的光学分子影像特征，建立导向肽介导光学分子影像定性识别、定量描述和活体靶向诊断肿瘤的理论基础，以促进膀胱肿瘤靶向诊断、术中靶向治疗和无创监测的进一步研究。

本项目针对膀胱肿瘤诊断和治疗过程中，微小肿瘤识别困难的临床难点,主要研究内容、重要结果和关键数据如下：.1.国人膀胱肿瘤导向肽的筛选及其荧光探针的研究.采用噬菌体文库展示技术，获得国人BIU-87的肿瘤导向肽CSSPIGRHC，命名为NYZL1。NYZL1是由二硫键构成的环七肽，氨基酸序列Cys-Ser-Ser-Pro-Ile-Gly-Arg-His-Cys ，分子式为C37H60N14O12S2。.分子探针FITC-NYZL1是由FITC、6-氨基乙酸和NYZL1分子连接构成，分子结构为FITC-C6-Cys-Ser-Ser-Pro-Ile-Gly-Arg- His-Cys，分子式是C64H82N16O18S3,分子量为1459.627。 FITC-NYZL1的激发光488nm，发射光525nm，分子影像为黄绿色荧光；FITC-NYZL1溶液浓度220µmol/L时，荧光强度最强。.2.导向肽介导光学分子影像诊断膀胱肿瘤的研究.与细胞孵育，5分钟时细胞浆有绿色荧光，10-20分钟时细胞核显影，1小时细胞核膜浓聚，4小时时细胞内荧光最强，探针进入细胞的剂量具有时间依存性。.3.导向肽荧光探针靶向性和分子药代动力学特征.FITC-NYZL1静脉注射后，立即全身分布，部分通过肝胆和肾脏排泄，胆囊和膀胱呈现荧光，之后移植瘤、胆囊和膀胱的荧光逐渐增强，而其他器官的荧光逐步下降，4-6小时后肿瘤、胆囊和膀胱的荧光强度达到最高。.组织内，首先标记血管周围的肿瘤细胞，之后逐渐向周围扩散。24小时后其他器官和组织没有探针，但肿瘤组织中仍有荧光，说明探针与肿瘤组织有很强的亲和力和靶向性，能够维持24小时以上。.4.导向肽荧光探针标记与肿瘤生物学特性相关性的研究.FITC-NYZL1能特异性的结合于膀胱肿瘤组织，分子探针与膀胱癌病理分级呈正相关。.5.导向肽介导光学分子影像识别尿脱落细胞的研究.FITC-NYZL1靶向标记尿脱落细胞的灵敏度高于UC和FISH，三种检测技术的特异性均为100%。.科学意义：.NYZL1是国人膀胱肿瘤的特异性导向肽，FITC-NYZL1在体内外能够与膀胱肿瘤细胞特异性靶向结合，FITC-NYZL1标记肿瘤组织和细胞的分子影像为黄绿色荧光，荧光强度具有时间依存性，与肿瘤的生物学特性相关是膀胱肿瘤光学分子影像学诊断重要的理论基础。