靶向GLP-1受体的抗体类似蛋白质-SPIO造影剂的制备及其在移植胰岛示踪及靶向治疗中的研究

How to timely and accurately evaluate the number and function of islet grafts is still an unsolved problem which hampered the progress of clinical islet transplantation. The procedure of simply islet labeling before transplantation and subsequent imaging in vivo does not exactly reflect the functional status of grafts. In our previous study, we synthesized islet-targeted MRI contrast agent-SPIO-exendin4 (with GLP-1 receptor as target). We found that SPIO-exendin4 could idealy track islet and insulnoma in vivo. Based on there results, we here try to track islet grafts using SPIO-exendin4. To overcome the shortage of small peptide exendin-4, we will adopt 10Fn3 protein scaffold-based mRNA display technology to screen and synthesize antibody mimic protein with high specificity and affinity to GLP-1 receptor. By multiple islet graft-targeted imaging with SPIO-exendin4 and SPIO-AMPs, we want to establish the relationship between signal intensity and graft number/function status. Besides, we further use islet-targeting properity of these two contrast agents to transport an islet protective agent-C3G to graft area. In such situation, we can greatly protect the islet graft and improve the outcome of islet transplantation.

如何实现对胰岛移植物数量及功能变化的实时、准确评估是目前胰岛移植临床及研究领域仍未解决的难点。既往采用的移植前简单标记并不能准确反映移植物的状态。项目组前期合成出靶向胰岛细胞表面GLP-1受体的磁共振造影剂-SPIO-exendin4，可良好实现胰岛细胞瘤的靶向显像。本项目延续前期工作基础，拟采用SPIO-exendin4实现胰岛移植物的靶向示踪，并利用基于10Fn3蛋白骨架及mRNA展示技术，筛选可与GLP-1R特异性高效结合的抗体类似蛋白质（AMPs）作为靶向物质，以克服exendin-4短肽的不足，并通过造影剂反复、多次靶向成像以建立信号强度与移植物数量及功能状态的相关性。同时，我们利用SPIO-exendin4及SPIO-AMPs对胰岛的靶向性，实现胰岛保护剂C3G在体内对移植物区域的靶向输送及治疗，最大程度保护胰岛移植物，改善移植效果。

胰岛移植目前被认为是胰岛素依赖型糖尿病极有前景的治疗手段。对移植后胰岛数量变化、结构功能改变的准确、实时评估将有利于临床医师及时掌握移植胰岛的状态，进一步可采取早期干预手段或决定再次补充移植的数量。为此，对胰岛细胞的无创性靶向显影、功能评估及改善成为研究热点。本项目为此做了以下研究内容并获得了一定成果：1、实现稳定合成SPIO-exendin4，探讨了其对实现胰岛移植物（胰岛细胞系）的靶向示踪，及对体内原位胰岛的趋向。SPIO-exendin4标记胰岛细胞系，由于其良好靶向性，标记效率显著高于普通SPIO，故其可更加敏感的反映胰岛细胞功能状态。2. 成功筛选到与胰岛细胞系高效结合的靶向肽段，并进行荧光标记，实现胰岛细胞相对特异靶向显像，探讨了信号强度与胰岛功能状态的相关，该肽段可以用来对体外的胰岛细胞进行功能评估。3. 研究了C3G的长期胰岛功能维护效应，C3G处理的胰岛细胞在超过100天的移植时期仍然保持良好的功能以及维持一定的数量，显著降低了临界胰岛移植量，为后续研究靶向材料反映体内胰岛移植物状态提供了模型平台。4、在C3G生物材料包被进行了初步探讨，为后续实验提供了研究思路。另外，项目经费资助下，拓展延伸研究，探讨肿瘤相关胰岛损伤、胰岛素抵抗、代谢重构等，研究成果发表论文多篇。