转运蛋白特异性配体用于动脉粥样硬化易损斑块的PET显像研究

Vulnerable atherosclerosis(AS) plaque rupture is the main cause of acute myocardial infarction (AMI), but so far there is still lacking effective non-invasive functional imaging method for vulnerability evaluation of atherosclerosis plaques. Previous research indicated that a lot of translocator protein (TSPO) expressed on the outer membrane of mitochondria inside macrophages, and a large number of pro-inflammatory activated macrophages existing within thin fibrous cap of vulnerable plaque. There is a positive correlation between the degree of inflammation and the content of macrophages. More macrophages indicated higher plaque instability. In addition, our previous study also showed that apoptotic macrophages could be served as target for nuclear medicine imaging. These results help to propose that positron isotopes labeled TSPO ligands could be used for positron emission tomography (PET) imaging of vulnerability of plaques. To prove this hypothesis, we aim to design and synthesize an I-124 labeled TSPO ligand, which is expected to possess high affinity, suitable receptor binding kinetics and in vivo pharmacokinetics. Further micro-PET evaluation will be performed in ApoE-/- mice with this probe, and comparing study with C-11-PK11195 as a classic TSPO probe will be conducted as well. It's expected to establish a non-invasive functional imaging method for atherosclerosis plaques localization and their vulnerability evaluation.

动脉粥样硬化易损斑块的破裂是导致急性心肌梗死的重要原因，但目前对斑块的不稳定性评价仍然缺乏有效的无创功能显像方法。研究发现激活的巨噬细胞内线粒体上大量表达外周型苯二氮卓受体转运蛋白（TSPO），斑块纤维帽内激活的巨噬细胞含量和其炎症反应程度存在着正相关性，巨噬细胞越多，斑块不稳定性越高。另外，我们前期研究也表明凋亡的巨噬细胞可以作为核医学显像斑块的靶点。提示：正电子核素标记TSPO配体，有望应用于动脉粥样硬化斑块不稳定性的正电子发射断层扫描（PET）显像。本项目将设计合成一种高亲和力、受体结合动力学及体内药代动力学相匹配的I-124标记TSPO配体，并将其在ApoE-/-小鼠的显像结果与TSPO经典显像剂C-11-PK11195相互比较，为斑块定位及其不稳定性判断提供一种无创的功能显像手段。

动脉粥样硬化易损斑块的破裂是导致急性心肌梗死的重要原因，但目前对斑块的不稳定性评价仍然缺乏有效的无创功能显像方法。研究发现激活的巨噬细胞内线粒体上大量表达外周型苯二氮卓受体转运蛋白（TSPO），斑块纤维帽内激活的巨噬细胞含量和其炎症反应程度存在着正相关性，巨噬细胞越多，斑块不稳定性越高。另外，我们前期研究也表明凋亡的巨噬细胞可以作为核医学显像斑块的靶点。本课题通过使用TSPO示踪剂 18F-PBR06，探索其PET/CT显像对于评价斑块内巨噬细胞的浸润程度从而评估斑块不稳定性的价值。从而探索一种新的诊断以及监测动脉粥样硬化不稳定斑块的手段。细胞摄取实验显示巨噬细胞对18F-PBR06摄取在两个小时之内呈现相对稳定的趋势，细胞释放实验显示在更换培养2 h之后仍有21.8±1.75%AD的放射性残留在细胞内。在动物PET显像中，实验组主动脉区域的18F-PBR06明显高于对照组，并且32周摄取明显高于22周。CD68+和F480免疫荧光染色发现实验组荧光信号明显高于对照组并且32周荧光信号高于22周。本课题证明了特异性TSPO示踪剂18F-PBR06可以对动脉粥样硬化斑块进行无创性PET/CT显像，并且可以对斑块区域巨噬细胞的浸润程度进行评估，从而可以对患者斑块的不稳定性进行监测。此外本课题延展至另一种TSPO示踪剂125I-DAA1106A，通过炎症动物模型显像证明了125I-DAA1106A SPECT/CT显像可以成功反应炎症中的巨噬细胞浸润，从而可以成功进行炎症显像，并且使用125I-DAA1106A进行了初步的斑块显像，为斑块定位及其不稳定性判断提供一种无创的功能显像手段。.此外，我们设计合成了其他一系列分子探针用于诊断和评估AS 易损斑块，比如SPECT/CT 多模态分子探针 99mTc -GNPs-Annexin V金纳米颗粒，与99mTc-MAG3-Annexin V相比有更高的靶/非靶比值的99mTc-Duramycin，靶向斑块内巨噬细胞的99mTc -MAG3-HFn，在动脉粥样硬化早期阶段检测CD11b+骨髓细胞表达的125I-anti-CD11b等，均取得了非常优异的成果。