寡聚苯乙炔修饰的GRP受体拮抗剂细胞膜穿透性及其裸鼠体内性质研究

GPRr agonists have long been treated as potential anticancer agents(in prostate cancer) due to the good internalization into cancer cells. Recent results in a phase I study showed that 177Lu-AMBA had therapeutic potential in serval prostate cancer models,but high dose of the peptide resulted severe adverse effect and high accumulation of the radiotracers occurred in pancreas. On the other hand, GRPr antagonists RM1 and RM2 were demonstrated better cancer cell affinity, higher uptake, and more rapid clearance than AMBA.To be noticed,specific activity of RM2 still remains low,which resulted insufficient ionization radiation, therefore lower cancer cell toxicity. Herein, in order to improve the antitumor effect of RM2, we propose a new strategy by combining a penetrating motif (Oligo Phenylene Ethynylene) and a targeting motif(RM26 peptide) on an organic linker.The proposed molecule could be bifunctional, namely targeting GRPr and high uptake in cancer cells, meanwhile, penetrating cancer cells to extend the radiopharmaceutical occummulation, therefore remarkablly improve the therapeutical effect against prostate cancer.

基于GRP受体-配体之间相互识别的靶向治疗前列腺癌是当前的一个研究热点，其中受体激动剂AMBA在前列腺癌细胞内化方面具有明显的优势，但缺点在于胰腺的高剂量吸收、副作用及潜在致癌风险；而阻滞剂RM2具有更高的PC-3肿瘤摄取、更长癌细胞滞留及更快的正常组织清除，成为当前最有可能临床应用的GRP受体药物之一。本研究立足于阻滞剂药物的优点，结合穿透性多肽（CPP）和穿透性寡聚苯乙炔（OPE）的细胞膜穿透能力，提出靶向识别+穿透性的双功能药物设计策略。靶向识别部分采用高GRP受体亲和性的阻滞剂RM26，而穿透性部分采用CPP和OPE。该设计的优点在于既实现了细胞膜穿透性，增加了药物在癌细胞内的滞留，增强了药物效果。既充分利用了阻滞剂药物的上述优点，又避免了激动剂类药物缺点。

癌症的放化治疗是当前研究的热点，放射性治疗药物要求药物不仅要有好的肿瘤靶向性，还要有高的细胞内化率，从而杀死癌细胞。激动剂多肽可以完成细胞内化，但是副作用大，拮抗剂多肽具有很好的靶向作用，但是细胞穿透能力弱。因此在拮抗剂多肽中引入具有跨膜作用的基团，实现靶向识别、细胞穿透和放化诊疗一体化，具有重要的研究前景。本课题基于上述策略，设计并合成了5种寡聚苯乙炔化合物，使用荧光渗漏法和郎缪尔单层膜法研究了寡聚苯乙炔和脂质体膜的相互作用，筛选出四种和脂质体膜具有很好相互作用的寡聚苯乙炔，然后将寡聚苯乙炔和多肽RM26连接，并完成131I标记，得到了高标记率的化合物OPE-([131I]Tyr)3-RM26，通过细胞实验证实引入OPE可以增加化合物的细胞内化率。接着，课题组合成了具有放射性标记、靶向识别、细胞膜穿透多功能于一体的化合物NOTA-OPE-RM26，完成了177Lu标记，通过细胞实验证实了引入OPE可以增加化合物的细胞内化，同时不改变多肽RM26的特异性结合能力。最后，PC-3接种荷瘤鼠的体内分布实验表明标记化合物主要分布在肝、脾和肺，并没有靶向到肿瘤部位。根据实验结果，肺部有很高的累积，因此我们分别研究了177Lu-NOTA-OPE-RM26与肺癌细胞A549、H1688的亲和力实验，发现177Lu-NOTA-OPE-RM26与A549细胞有较好的亲和力，然而在A549接种的荷瘤鼠体内分布实验中，177Lu-NOTA-OPE-RM26仍然主要分布在肝、脾和肺，没有在A549肿瘤部位累积。PET/CT显像结果显示，68Ga-NOTA-OPE3-RM26主要分布在荷瘤鼠的肝脏，没有在肿瘤累积。总之，本课题设计和合成了4种OPE-(Tyr)3-RM26和2种NOTA-OPE-RM26，细胞实验表明引入OPE可以增加化合物的内化率，保持化合物的特异性结合能力，但是在荷瘤鼠体内分布实验时，化合物并没有在肿瘤富集，主要分布在肝、脾和肺，后续希望通过改变跨膜基团的结构，增加化合物溶解性等手段提高化合物在动物体内的靶向能力。