新型叶酸受体蛋白高灵敏分子探针的设计、合成及在癌症早期检测中的应用

Early diagnosis of cancer is crucial to the treatment of patients. Compared with traditional biopsy and imaging diagnosis, targeted fluorescent labeling of tumor markers is a more efficient tool for the early screening of cancer due to its high sensitivity and capable of rapid detection. Small molecule turn-on fluorescent probes have more potential than quantum dots, polymers and other nanoparticles based fluorescent probes because of their sensitivity and easy of quantitation. In this project, a folic acid modified europium fluorescent probe (FA-Eu3+) is designed. When folic acid is combined with folate receptor protein (FRα), the charge transfer between folic acid and its Eu3+ complex will terminate, which resulted in the fluorescence enhancement of the probes and thus realize the cells labeling. Therefore, it has important clinical significance for the early diagnosis of the cancers and monitoring the postoperative evaluation. This project aims to synthesize the FRα molecular probes with high selectivity and sensitivity, study the response level of FA-Eu3+ in cells and in vivo, explore the application of FA-Eu3+ in the imaging of FRa related tumor cells, provide guide for early diagnosis of cancer, especially ovarian cancer.

癌症的早期诊断对患者的治疗至关重要，相对于传统的活体组织检查以及影像诊断，以肿瘤标志物为靶向的荧光标记具有灵敏快捷的优点，有望成为癌症早期筛查的重要手段。“turn-on” 型的小分子的靶向探针，因其灵敏、可定量等优点，比基于量子点、聚合物等纳米粒子的荧光探针更具有应用潜能。本项目设计一种叶酸修饰的含铕配合物荧光探针（FA-Eu3+），当叶酸与叶酸受体蛋白(FRα)结合后，叶酸与之Eu3+配合物间的电荷转移终止，探针的荧光得以恢复， 从而实现相关细胞的标记。叶酸与FRα之间亲和力高，可以高效而定量的检测和标记FRα，因此对于叶酸受体蛋白过量表达的相关癌症的早期诊断患和术后监测具有重要的临床意义。本项目旨在合成出高选择性和灵敏性的FRα分子探针，研究FA-Eu3+在细胞以及活体中的响应水平， 探索FA-Eu3+在FRa相关的肿瘤细胞的成像标记应用，为相关癌症，特别是卵巢癌的早期诊断奠定基础。

癌症的早期诊断对患者的治疗至关重要，相对于传统的活体组织检查以及影像诊断，以肿瘤标志物为靶向的荧光标记具有灵敏快捷的优点，有望成为癌症早期筛查的重要手段。基于叶酸的“turn-on”型靶向探针，因其灵敏、可定量等优点备受人们的关注。本项目我们设计了一种叶酸修饰的含铕配合物荧光探针（FA-Eu3+），当叶酸与叶酸受体蛋白(FRα)结合后，叶酸与之Eu3+配合物间的电荷转移终止，探针的荧光得以恢复，从而实现相关细胞的标记。然后，我们选用DSPE-PEG作为纳米载体，设计制备了含叶酸和铱配合物以及含叶酸和铕配合物单元的功能纳米粒子，并表征了纳米粒子对癌细胞的靶向能力，这些工作为后续体外组织实验奠定了基础。此外，我们通过对供体-受体的调控，制备了一种用于近红外二区荧光成像和光热治疗的水溶性分子刷状聚合物纳米粒子并考察了其在荷瘤鼠中的成像能力。以上成果旨在合成出高选择性和灵敏性的癌细胞分子探针，探索不同探针分子在FRα相关的肿瘤细胞中的成像标记应用，为相关癌症特别是卵巢癌等的早期诊断奠定基础。