放射性核素标记cRGD-USPIO实现乳腺癌的双模态显像及治疗的实验研究

发布时间：2017-12-29 16:25

本文关键词：放射性核素标记cRGD-USPIO实现乳腺癌的双模态显像及治疗的实验研究　出处：《苏州大学》2015年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：第一部分~(125)I标记新型c RGD诊断乳腺癌的实验研究目的:通过人乳腺癌细胞Bcap37的细胞结合实验、荷乳腺癌Bcap37细胞裸鼠的体内分布及SPECT显像,验证~(125)I标记的自行设计的新型二硫键成环的双环精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(Arg-Gly-Asp,c RGD)对乳腺癌的靶向诊断能力。方法:合成自行设计新型双环c RGD,利用氯胺-T实现c RGD的~(125)I标记,测定标记率、放射化学纯度和稳定性;免疫组化测定乳腺癌细胞Bcap37表面的整合素受体ανβ3表达;通过细胞结合验证~(125)I-c RGD对乳腺细胞Bcap37的特异性结合能力;取24只荷瘤雌性裸鼠,经尾静脉注入~(125)I-c RGD注射液0.1m L(370K Bq),分别于1、2、4、8、16和24h处死,收集血液,取出心、肝、脾、肺、胰、肾、胃、肠、肌肉、骨、甲状腺、脑及肿瘤等组织器官,计算各器官组织的每克组织百分注入剂量(%ID/g);在荷瘤裸鼠尾静脉注射18.5MBq ~(125)I-c RGD,并分别于注射后1、2、4、8和24h行SPECT显像,观察荷瘤裸鼠显像情况。结果:自行设计并合成的新型双环c RGD结构式为c(Cys-Arg-Gly-Asp-d Ser-Cys)-Tyr-d Ser-Lys-Tyr-c(Cys-Arg-Gly-Asp-d Ser-Cys),分子量为1798.98,纯度为98.17%;c RGD可被~(125)I标记,标记率为(83.29±5.56)%,纯化后标记物放射化学纯度为(99.24±0.47)%,标记后48h,在生理盐水和新鲜人血清中的放射化学纯度仍均可达到97%以上;免疫组化结果显示乳腺癌Bcap37细胞表面有整合素受体ανβ3受体的阳性表达;在1、2、4、8及24h,~(125)I-c RGD在Bcap37细胞的结合率分别为(2.89±0.52)%、(3.11±0.15)%、(3.56±0.39)%、(4.35±0.56)%及(4.50±0.68)%,细胞结合率随作用时间延长而增高,两者呈正相关(rs=0.858,P0.01);体内分布显示尾静脉注射后1h,肿瘤部位放射性摄取最高,达到(2.33±0.41)%,肿瘤部位放射性随时间延长而降低缓慢,24h时,肿瘤部位放射性高于除肾脏部位的其他器官;尾静脉注射后不同时间,肿瘤与肌肉的比值T/M比值随时间延长而增高,两者呈正相关(rs=0.652,P0.01);尾静脉注射后24h,T/M比值达到6.13±2.77;SPECT显像示肿瘤部位在注射后1h即可显影,随着时间延长,裸鼠体内本底降低,肿瘤部位显影更清晰,至注射后24h,仍可看到肿瘤部位显影。结论:~(125)I标记的自行设计的新型c RGD可与乳腺癌细胞Bcap37特异性结合,可作为乳腺癌的靶向SPECT显像剂。第二部分~(125)I标记c RGD-USPIO在乳腺癌MRI显像中的实验研究目的:通过细胞实验及荷瘤裸鼠MRI显像验证~(125)I标记的自行设计的双环c RGD偶联的超微超顺磁性氧化铁(USPIO)的靶向MRI显像能力。方法:制备cRGD偶联的USPIO,氯胺-T法实现其~(125)I标记,用透射电镜和激光粒度分析仪测定偶联前的CMD-USPIO和~(125)I标记偶联后的c RGD-USPIO的粒径;测定标记率、放化纯和稳定性;利用普鲁士蓝染色和体外MRI细胞显像验证~(125)I-c RGD-USPIO在乳腺癌细胞中的特异性聚集;通过荷瘤裸鼠的MRI显像验证~(125)I-c RGD-USPIO在肿瘤部位浓聚情况及T2增强情况;尾静脉注射96h后,电镜检测肿瘤组织中磁性纳米颗粒聚集情况。结果:CMD-USPIO动态粒径为32.61nm,~(125)I-c RGD-USPIO动态粒径为53.67nm;c RGD-USPIO可被~(125)I标记,标记率为(39.14±2.91)%,纯化后标记物的放化纯度为(99.49±0.24)%;普鲁士蓝染色显示~(125)I-c RGD-USPIO可在乳腺癌细胞内特异性聚集;体外细胞MRI显像显示~(125)I-c RGD-USPIO组细胞T2信号值降低,并且随药物浓度增加而降低;荷瘤裸鼠显像提示尾静脉注射~(125)I-c RGD-USPIO后,4h内,随时间延长,T2值呈降低趋势,至24h轻度增高,随后保持不变;电镜检测发现~(125)I-c RGD-USPIO组坏死肿瘤细胞周围溶酶体内见聚集的磁性纳米颗粒,而CMD-USPIO组未发现纳米颗粒。结论:~(125)I-c RGD-USPIO可在乳腺癌肿瘤部位特异性聚集,MRI显像显示肿瘤部位T2值降低,可作为MRI增强剂。第三部分~(125)I标记c RGD-USPIO在乳腺癌SPECT显像中的实验研究目的:通过细胞结合及荷瘤裸鼠实验验证~(125)I-c RGD-USPIO对乳腺癌的SPECT靶向显像能力。方法:氯胺-T法实现CMD-USPIO的~(125)I标记;比较~(125)I-CMD-USPIO和~(125)I-c RGD-USPIO在乳腺癌Bcap37细胞中的细胞结合率;不同时间点SPECT显像比较~(125)I-CMD-USPIO和~(125)I-c RGD-USPIO在荷乳腺癌Bcap37裸鼠中的显像结果;观察尾静脉注射后不同时间,~(125)I-CMD-USPIO和~(125)I-c RGD-USPIO在荷乳腺癌Bcap37裸鼠的体内分布情况。结果:CMD-USPIO可被~(125)I标记,标记率为(30.79±15.02)%,放射化学纯度为(98.25±0.71)%,~(125)I-CMD-USPIO加入新鲜人血清后放射化学纯度缓慢降低,加入生理盐水组后放射化学纯度下降较人血清组明显;细胞结合实验显示,~(125)I-c RGD-USPIO组中,细胞结合率在孵育后4h与1h时分别为(11.65±1.28)%和(1.37±0.30)%,两组之间差异有统计学意义(P0.01),从8h至24h,细胞结合率下降,随后保持稳定;~(125)I-CMD-USPIO组在各个时间点的细胞结合率保持稳定,各时间点之间差异均无统计学意义(P0.05),~(125)I-CMD-USPIO组在各个时间点的细胞结合率均明显低于~(125)I-c RGD-USPIO组,两组之间在各个时间点差异均有统计学意义(P0.01);SPECT显像显示~(125)I-CMD-USPIO组中,放射性主要聚集在肝脾内,肿瘤部位未见明显放射性浓聚;~(125)I-c RGD-USPIO组中,注射后1h,放射性主要聚集于胸部(心脏、肺部)、腹部(肾脏、肝脏、脾脏等)和膀胱内,肿瘤部位可见淡影;随着时间延长,胸部、腹部和膀胱内放射性减低,裸鼠本底降低,肿瘤部位逐渐清晰,至注射后96h,肿瘤部位放射性明显高于其他器官;体内分布实验显示,尾静脉注射~(125)I-c RGD-USPIO后1h,肿瘤部位放射性分布较低,低于除脑以外的其他脏器,但是肿瘤部位放射性在4h较1h增高,达到(8.08±0.30)%ID/g,随后缓慢下降,至96h时,肿瘤部位仍达到(0.48±0.14)%ID/g,高于全身其他部位;随着时间的延长,肌肉内放射性随时间延长而降低迅速,肿瘤部位放射性下降缓慢,T/M随时间延长而升高,至96h时,达到9.46±4.03。结论:~(125)I-c RGD-USPIO在体循环中长时间滞留,在肿瘤部位可特异性浓聚,在肿瘤部位先增加后降低,可作为乳腺癌的SPECT/MRI双模态显像剂。第四部分~（131) I标记c RGD-USPIO靶向治疗乳腺癌的实验研究目的:通过细胞及荷瘤裸鼠实验验证~（131) I-c RGD-USPIO对乳腺癌的靶向内照射治疗作用,并通过免疫组化测定肿瘤部位CD31表达证实其对肿瘤血管形成的作用。方法:用氯胺-T法实现c RGD-USPIO的~（131) I标记;通过MTT法和流式细胞仪验证~（131) I-cRGD对乳腺癌细胞Bcap37的生长抑制作用,实验组加入~（131) I-c RGD,按产品的放射性活度计算产品中~（131) I和c RGD的含量,设~（131) I、cRGD和~（131) I混合c RGD三组阳性对照,及生理盐水阴性对照组;通过MTT法和流式细胞仪验证~（131) I-c RGD-USPIO对乳腺癌细胞Bcap37的生长抑制作用,实验组加入~（131) I-c RGD-USPIO,按产品的放射性活度计算产品中~（131) I和c RGD-USPIO的含量,设~（131) I、c RGD-USPIO和~（131) I混合c RGD-USPIO三组阳性对照,及生理盐水阴性对照组;药物均给药作用4h后换液;验证对荷瘤裸鼠的治疗作用,实验组尾静脉注射~（131) I-c RGD-USPIO,按产品的放射性活度计算产品中~（131) I和c RGD-USPIO的含量,设~（131) I和c RGD-USPIO两组阳性对照,及生理盐水阴性对照组;注射两周后重复注射一次;HE染色和免疫组化测定未治疗和治疗后肿瘤标本中的Ki67和CD31表达情况。结果:MTT实验中,加入不同药物后,OD值均较生理盐水组减低;加入药物后48h,~（131) I-c RGD-USPIO组细胞生长抑制率与24h组之间无明显差异(P0.05),其余各组随着时间延长,细胞生长抑制率减低,两个时间点之间差异有统计学意义(P0.05);48h时,生理盐水组、~（131) I、c RGD-USPIO组、~（131) I联合c RGD-USPIO组及~（131) I-c RGD-USPIO组OD值分别为0.84±0.07、0.75±0.04、0.72±0.01、0.67±0.06和0.35±0.20,~（131) I-c RGD-USPIO组与其他各组之间差异有统计学意义(P0.05);流式细胞仪测定结果显示,~（131) I、c RGD-USPIO及~（131) I联合c RGD-USPIO作用于Bcap37细胞后24h,细胞凋亡率与生理盐水组比较,差异无统计学意义(P0.05);~（131) I-c RGD-USPIO作用于Bcap37细胞24h后,细胞凋亡率较其他各组明显增高,差异有统计学意义(P0.01);肿瘤治疗前,各组之间肿瘤体积差异无统计学意义,治疗后28天,对照组、~（131) I组、c RGD-USPIO组及~（131) I-c RGD-USPIO组肿瘤体积分别为(9803.95±665.52)mm3、(9935.05±1200.37)mm3、(6827.49±606.83)mm3和(5597.65±724.15)mm3,对照组与~（131) I组之间未见明显差异(P0.05),其余各组两两之间差异有统计学意义(P0.01);与对照组相比,c RGD-USPIO组抑制率为(26.12±8.37)%;~（131) I-c RGD-USPIO组抑制率为(43.07±3.74)%;治疗组HE染色显示肿瘤治疗后坏死区域增大,肿瘤细胞坏死胞质浓缩,体积缩小,呈圆形或不规则形;与未治疗组比较,~（131) I-c RGD-USPIO治疗后,Ki67及CD31表达均降低。结论:~（131) I-c RGD-USPIO可对乳腺癌细胞生长起抑制作用,其作用大于~（131) I或c RGD-USPIO的单独作用,对乳腺癌的治疗作用可能与抑制肿瘤血管形成有关。
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【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R737.9;R730.44

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