核素标记新生血管靶向肽NGR的体内外研究

发布时间：2018-10-24 11:29

【摘要】：目的：研究放射性核素标记NGR的生物活性，通过体外筛选确定CD13表达阳性细胞株，建立肿瘤动物研究模型，探索核素标记NGR对肿瘤显像的可行性，比较NGR单体与二聚体的体内生物学分布及对肿瘤显像的差异，建立肿瘤新生血管核素靶向显像新方法。方法： Iodogen法合成~(131)I-NGR，直接标记法合成~(99)mTc-NGR，TLC法测定产物标记率并评价其放射化学性质。细胞免疫荧光实验和蛋白印迹实验分别检测HT-1080、HUVEC、HepG2、U87Mg、PC-3、HT-29和MCF-7细胞株的CD13表达，对强阳性表达细胞株进行~(131)I-NGR体外受体分析。MTT法测定不同浓度Na~(131)I、NGR和~(131)I-NGR在24、48和72h对CD13阳性和阴性细胞株的体外细胞生长抑制率。选取CD13高表达的HepG2细胞建立肝癌荷瘤裸鼠模型，尾静脉注射7.4MBq (0.2mL)~(99)mTc-NGR，竞争性抑制组注射~(99)mTc-NGR前0.5h额外注射未标记NGR100μg（50μL）。分别于注射后1、2、4、8、12h测量各脏器放射性计数，计算组织百分注射剂量率(％ID/g)，计算不同时间点肿瘤(T)与非靶组织(NT)的放射性计数比。同期进行SPECT显像，并采用ROI法同步测定T/NT随时间的动态变化趋势。为进一步比较NGR单体与二聚体的差异，即比较~(99)mTc-NGR1和~(99)mTc-NGR2与HepG2细胞的体外结合力及其在HepG2肝癌细胞小鼠肿瘤模型的生物分布，注射7.4MBq~(99)mTc-NGR1和~(99)mTc-NGR2后分别于1,4,12和24h进行SPECT显像，另外对于~(99)mTc-NGR2，预先注射未标记NGR2肽(20mg/kg)后进行显像观察探针的体内特异性。计量资料用单因素方差分析进行统计学分析。结果：成功标记~(131)I-NGR，，最佳标记条件为Na~(131)I18.5MBq、NGR肽10μg和Iodogen20μg，标记率为(93.7±2.5)%，比活度达1.41TBq/mmol。标记后稳定性良好，24h后标记率仍87%。免疫荧光实验和蛋白印迹实验结果证实HT-1080、HUVEC、HepG2、U87Mg和PC-3细胞株CD13表达均为阳性，HT-29和MCF-7细胞株CD13为阴性表达。HT-1080细胞体外受体结合试验提示1h为最佳结合时间，Kd值为7.3nmol/L，Bmax为0.302nmol/L。与HT-29细胞相比，~(131)I-NGR对HT-1080细胞株的生长抑制作用更强，并呈一定的剂量-效应和时间-效应关系；72h时，3700MBq/L~(131)I-NGR对HT-1080的抑制率达(67.9±3.4)%。~(99)mTc-NGR标记率90%，放化纯度95%。体内分布实验结果显示，~(99)mTc-NGR在肾脏和肝脏的摄取率最高，注射后1h肿瘤摄取达（2.52±0.62）%ID/g，最高值出现时间8h时，达（7.26±2.71）%ID/g，12h时为（3.93±1.93）%ID/g，但在竞争性抑制组中肿瘤的摄取率仅为（1.29±0.85）%ID/g。注射后1h，SPECT显像可见肿瘤，12h时最为清晰，除肿瘤外，其他组织器官的放射性摄取随时间延长逐渐降低，肿瘤与肌肉组织的放射性摄取比T/NT注射后4h最高，可达3.25。制备~(99)mTc-NGR1和~(99)mTc-NGR2稳定性好，与PBS（1N，pH值7.4）混合放置12h标记率仍92%。细胞体外摄取实验显示：经过4h孵育后，HepG2细胞对于~(99)mTc-NGR2(1.73±0.12)%的摄取高于对~(99)mTc-NGR1(1.27±0.18)%的摄取。对皮下种植HepG2肝癌肿瘤的裸鼠模型进行SPECT显像，肿瘤在各时间点都清晰可见且肿瘤摄取明显高于对侧正常组织。与~(99)mTc-NGR1相比，~(99)mTc-NGR2肿瘤摄取高且滞留时间长，注射后1h，HepG2肿瘤对~(99)mTc-NGR2的摄取达到最高（6.22±1.22）%ID/g,而同时间点肿瘤对~(99)mTc-NGR1的摄取为(3.46±0.47)%ID/g。另外预先注射过量未标记NGR2（20mg/kg）封闭后的~(99)mTc-NGR2SPECT显像结果进一步验证了~(99)mTc-NGR2与CD13受体的体内结合特异性，生物分布实验结果与显像结果一致，肿瘤/肌肉比值在注射后12h达到最高为(6.37±0.54)，而封闭组降为(1.85±0.61)。结论： ~(131)I-NGR与~(99)mTc-NGR易于制备且具有良好的放射化学性质，均可与CD13特异性结合。~(99)mTc-NGR1、及~(99)mTc-NGR2均能使肿瘤显像，但~(99)mTc-NGR2的肿瘤摄取及显像优于~(99)mTc-NGR1，表明~(99)mTc-NGR2是理想的肿瘤新生血管靶向显像剂。该研究为进一步开展肿瘤核素靶向治疗奠定基础。
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【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R817.4

【参考文献】