蛙皮素样肽t-BBN介导的核壳型金磁性纳米粒对乳腺癌的CT和MRI靶向成像研究

Bombesin like peptide (truncated bombesin, t-BBN) has high binding affinity with gastrin releasing peptide receptor (GRPR), which is extensively expressed in tumor cells. So t-BBN can be used as a specific biomarker for molecular imaging of tumor. Based on the research fundament, the applicant wants to use iterative reduction method to reduce Au3+ onto Fe2O3 surface to synthesis core-shell structure Fe2O3@Au nanoparticles. By regulating the reduction cycles and the gold nanoshell thickness, to insure the nanoparticles can satisfy the demands of CT and MRI contrast imaging. The t-BBN peptide can be synthesized by Fmoc solid phase peptide synthesis method, and site-specifically modificated by HS-PEG-COOH of the N-terminal amino acid. After that, the molecular probe Fe2O3@Au-PEG-t-BBN can be synthesized by coupling of Fe2O3@Au nanoparticles with PEG-t-BBN via Au-S covalent bond. The human breast cancer cell lines of T47-D cells (GRPR+) and MCF-7 cells (GRPR–) are selected to build mouse xenografts models. After intravenous injection of Fe2O3@Au-PEG-t-BBN, CT and MR imaging will be performed to study the target recognition effect, biodistribution and pharmacokinetics of the molecular probe. The study would provide a new method to image tumors with high GRPR expression by CT and MRI dual-mode imaging.

蛙皮素样肽t-BBN与肿瘤细胞高表达的胃泌素释放肽受体GRPR具有高度亲和力，t-BBN可作为肿瘤特异性标记物用于分子影像学研究。申请者拟在前期研究的基础上，采用迭代还原法将Au3+逐次还原在Fe2O3表面，通过控制Au3+还原次数和金壳层厚度，制备同时符合CT和MRI增强成像要求的金磁性纳米粒Fe2O3@Au。通过Fmoc多肽固相合成法合成t-BBN短肽，在肽链氨基端定点修饰HS-PEG-COOH，再利用Au-S共价键作用，将复合物连接于Fe2O3@Au表面，制备GRPR靶向的CT和MRI双模态分子探针Fe2O3@Au-PEG-t-BBN。将人乳腺癌T47-D细胞（高表达GRPR）和MCF-7细胞（不表达GRPR）移植于裸鼠皮下，引入分子探针后CT和MRI成像研究它对高表达GRPR乳腺癌的靶向识别作用、体内分布和药代动力学，为高表达GRPR肿瘤的CT和MRI双模态成像提供一条新途径。

乳腺癌的靶向诊断和治疗是肿瘤研究领域的热点，多种病理类型的乳腺癌细胞异常高表达胃泌素释放肽受体GRPR，该受体与胃泌素释放肽GRP相互作用，参与肿瘤内多种信号途径的传导，在肿瘤的发生、发展及治疗中起着重要作用。蛙皮素样肽t-BBN与肿瘤细胞高表达的GRPR具有高度亲和力，t-BBN可作为乳腺癌特异性标记物用于分子影像学研究。在本项目资助下，我们通过高温热解法和高温水解法合成了三种纳米粒：TMAH-Fe3O4、SDS-Fe3O4和磁性纳米胶束（magnetic nano cluster, MNC），筛选出合成相对简单、可重复性好、粒径均匀、弛豫效能佳的MNC纳米粒胶束作为Fe3O4磁核。以Stober法修饰MNC磁核，在其外表面包被一层Si02，再将粒径为3.2nm的金种颗粒偶联在磁核表面，得到核壳结构的金磁纳米粒。利用金和巯基之间的强配位作用，成功将t-BBN连接在Fe3O4@Au纳米粒表面制备出GRPR靶向MRI/CT双模态探针Fe3O4@Au-PEG-BBN。通过体外（T47-D细胞标记、CCK-8检测、普鲁士蓝染色、透射电镜）和体内（T47-D肿瘤细胞建模、MRI和CT成像、组织病理）研究，证明Fe3O4@Au-PEG-BBN能特异性靶向T47-D细胞，实现人乳腺癌的靶向MRI/CT双模态成像。总之，我们的研究，制备出一种合成简便、性能稳定的核壳结构金磁纳米粒，以乳腺癌细胞表面高表达的GRPR为靶向，进一步制备了恶性肿瘤靶向的分子探针Fe3O4@Au-PEG-BBN，为今后的临床无创性监测肿瘤进展及治疗效果，以及开发构建恶性肿瘤靶向递药载体提供了实验基础。..项目的各项研究工作按照申请书的计划进行，在各个阶段都取得了较好的进展。在本项目资助下，1名博士研究生顺利完成课题实验。目前，项目组成员己发表发表相关论文5篇，均为国外SCI论文，并有其它多项研究成果正在陆续整理发表中。