基于BmK CT的脑胶质瘤诊治一体化分子探针研究

发布时间：2020-04-16 23:35

【摘要】：脑胶质瘤是目前发病率最高的原发性颅内肿瘤,具有侵袭力强、与周围正常组织分界不清的特点,常规的影像学检查如电子计算机X射线断层扫描(computed tomography,CT)、磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)等难以准确划分肿瘤范围,因此手术治疗效果不佳,且极易复发,目前尚无有效的治疗方法。东亚钳蝎氯毒素(Buthus martensii Karsch chlorotoxin,BmK CT)是提取于东亚钳蝎毒液中的一种毒素,研究发现它可以特异性地与大鼠脑胶质瘤C6细胞结合并抑制其侵袭迁移。既往研究用~(131)I标记BmK CT并发现其对脑胶质瘤有良好的单光子发射计算机断层成像(Single-Photon Emission Computed Tomography,SPECT)显像和放射性核素治疗效果。但由于~(131)I核素的显像效果不佳,临床为了提高SPECT显像的空间分辨率,多选用SPECT/CT融合显像。近期研究表明金纳米颗粒(Au)可显著提高CT显像效果,明显优于临床常用的碘造影剂。树枝状大分子是一种优异的纳米载体,常与显像试剂连接或装载治疗药物构建纳米探针或递药系统。本研究拟合成~(131)I标记的树枝状大分子包裹金纳米颗粒耦联BmK CT(~(131)I-Au DENPs BmK CT)并评估其在脑胶质瘤SPECT/CT显像和靶向治疗中的价值。本研究首先以树枝状大分子为载体,内部包裹金纳米颗粒,然后通过化学方法表面耦联BmK CT靶向分子,最终用~(131)I标记制备了~(131)I-Au DENPs BmK CT。本研究通过细胞活性检测评估了其细胞毒性,利用流式细胞术、激光共聚焦显像及体外CT显像和SPECT显像评估了其对大鼠脑胶质瘤C6细胞的靶向性和结合力,最后建立皮下荷胶质瘤裸鼠模型评估其对脑胶质瘤的显像和治疗效果。结果表明~(131)I-Au DENPs BmK CT可特异性地与大鼠脑胶质瘤C6细胞结合并显著抑制其增殖,且对脑胶质瘤具有良好的SPECT/CT显像与靶向治疗效果。因此,~(131)I-Au DENPs BmK CT有望用于脑胶质瘤的SPECT/CT显像和靶向治疗,为以后脑胶质瘤的诊断和治疗提供一条新途径。
【图文】：

三维空间结构,氨基酸序列,脑胶质瘤细胞,氯离子通道

氨基酸序列为MCMPCFTTDHQMARKCD-DCCGGKGRGKCYGPQCLCR，，三维空间结构见图1-1[17]。最初研究发现 CTX 对节肢动物具有毒性作用，可抑制鼠结肠上皮细胞的氯离子通道，因而被命名为蝎氯毒素。进一步研究发现蝎氯毒素可与脑胶质瘤细胞特异性结合并抑制其侵袭和迁移，机制研究表明蝎氯毒素一方面可以阻断脑胶质瘤细胞特有的氯离子通道（Chloridechannel， CLC），另一方面可与脑胶质瘤细胞膜表面的基质金属蛋白酶-2（Matrixmetalloproteinases,MMP-2）结合并抑制其分泌和表达[18,19]。脑胶质瘤细胞内有三种氯离子通道表达：CLC-2、CLC-3、CLC-5，而正常脑组织中仅有 CLC-2 表达。CLC-2 和 CLC-3 对细胞的氯离子电流具有重要影响。多项研究表明脑胶质瘤细胞内高表达的氯离子通道与细胞的增殖、侵袭、迁移和凋亡等均有密切关系[20-24]。既往研究发现 CTX 可特异性阻断脑胶质瘤细胞特有的 CLC-3 而抑制其侵袭迁移。基质金属蛋白酶（Matrixmetalloproteinases,MMPs）是一个大家族，可降解细胞外基质几乎所有蛋白质成分，为肿瘤细胞的侵袭迁移制造条件，在诸多肿瘤的浸润转移中起重要作用[25-27]。MMP-2 是 MMPs 中重要的一员，其分泌和表达被 CTX 抑制后，脑胶质瘤细胞难以突破组织学屏障，侵袭迁移能力降低。鉴于 CTX 的以上功能

势分布,表面静电,三维空间结构,东亚钳蝎

图 1-2 BmK CT 的三维空间结构和表面静电势分布[32]Fig. 1-2 Three dimensional structures and electrostatic surfaces of BmK CT中 BmKCT 的三维结构由 1 个 α-helix 和 2 个 β-sheet 组成，为 βαβ 型。DeepV BmK CT 表面分布有大量的正电势。图中 R14、R17、R35、K15、K25 为变的碱性氨基酸残基。（BmK CT：东亚钳蝎氯毒素）。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R739.41;R730.44

【参考文献】