HER2亲和体-凋亡素靶向诊断与治疗分子探针的构建及其在乳腺癌中的应用研究

The pattern of diagnosing and treating malignant tumor will be significantly altered due to the development of dual function molecular imaging which provide not only accurate diagnosis but also early intervention. Our previous research revealed that tumor-targeted imaging can be achieved via the short peptide against the human epidermal growth factor receptor type 2(HER2), and apoptin is effective in the tumor selected apoptosis. Based on these findings, we will employ HER2 targeting molecules and apoptin to develop dual function probe for the targeted diagnosis and treatment for HER2-positive breast cancer. For this purpose, mimetic peptide epitope gene tandem technique, genetic engineering and nuclide labeled techniques will be combined to construct 18F labeled HER2 affibody-apoptin fusion peptide. Its targeted binding, entering cell and selective tumor cell killing capability will be evaluated in vitro. Furthermore, its distribution and metabolism will be observed in vivo with micro-PET technique. Tumor-burdened animal model will be established to investigate the targeted imaging and molecular treating of the probe. We hope the successful completion of this project will offer experimental evidence for the application of novel molecular probe and may open a new avenue to the targeted diagnosis and individualized therapy for breast cancer.

基于分子成像技术开发兼具诊断与治疗作用的新型分子探针将有可能改变现有恶性肿瘤的诊疗模式。既往实验发现，针对肿瘤表皮生长因子受体-2（HER2）抗原表位设计的短肽适合于靶向成像，凋亡素能选择性诱导肿瘤细胞凋亡。基于此，本课题拟以HER2阳性乳腺癌作为研究对象，以与乳腺癌发生、转归密切相关的HER2作为靶点，以凋亡素作为治疗因子，采用模拟肽表位基因串联技术、基因工程技术、正电子核素标记技术等，设计并构建18F标记的HER2亲和体-凋亡素融合肽，希望其成为兼具诊断与治疗作用的双功能靶向分子探针。通过离体实验评估此探针与靶细胞结合、进入细胞以及诱导选择性杀伤肿瘤细胞的能力，在体PET成像了解探针在动物体内分布与代谢特征，评价其针对HER2阳性乳腺癌荷瘤动物靶向成像与治疗效果。本课题的实施旨在为新型分子探针的开发与应用提供实验依据，为乳腺癌特异性诊断与指导个体化治疗开辟新的途径。

本课题立足于分子影像学与肿瘤学研究热点，设计与构建针对乳腺癌表皮生长因子受体-2（HER2）、兼具靶向诊断与治疗作用的多功能分子探针，通过体外、体内实验证实此探针的有效性，希望为乳腺癌靶向诊断与个体化治疗开辟新的途径。课题基本按照研究计划进行，实施过程中对研究内容进行了部分调整，并补充了实验内容，获得更多研究结果，达到预期目标。.研究内容及结果如下：①脂质体包被紫杉醇与HER2亲和小体（Affibody）通过ECD法进行连接，连接产物能与高表达HER2乳腺癌细胞靶向结合，同时能有效抑制肿瘤细胞的增值并诱导细胞凋亡。②利用放射性核素18F标记通过两步法标记获得分子探针[18F]HYNIC-紫杉醇-Affibody，标记率达到45%，放化纯达到98%以上，无细菌及内毒素，稳定性与体内生物学分布良好，具有肿瘤细胞靶向性，无细胞毒性，适合体内成像。③构建高表达HER2乳腺癌荷瘤鼠模型，通过尾静脉注射分子探针，利用小动物PET观察不同时间点探针在体内的分布情况，结果显示30min时肿瘤处出现放射性分布，90、120min靶向探针在肿瘤处明显滞留，放射性计数高于周围本底；与对照组比较，靶向分子探针组肿瘤生长受到抑制，显示出一定治疗作用。④补充研究发现缺氧诱导因子相关蛋白HIP68在乳腺癌中高表达，HIP68沉默表达时，肿瘤细胞增殖与侵袭能力受到一定限制，HIP68有望成为肿瘤诊疗新靶点。.科学意义：此课题成功制备了针对HER2阳性乳腺癌多功能靶向分子探针，体外及体内研究显示该探针具有靶向成像功能，同时兼具一定治疗作用，为PET新型分子探针的研究与应用提供理论依据及方法学参考，与此同时也为乳腺癌早期诊断与个体化治疗提供新的研究途径。此外，研究进一步发现，缺氧诱导因子相关蛋白HIP68具有肿瘤表达特异性，有望在肿瘤靶向成像和治疗中发挥作用