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【背景】胃肠道肿瘤呈世界高发的流行趋势,传统治疗方法在提高治愈率方面疗效甚微,医学研究者不断地探索新的治疗方法,以期攻克肿瘤,尤其是恶性胃肠道肿瘤。1971年,Folkman提出肿瘤的生长依赖血管生成的理论,这为肿瘤的抗血管生成治疗开辟了道路[1-2]。此后,围绕这一领域展开了大量广泛且深入的研究,但缺少能与肿瘤血管特异性结合且体内具有靶向到肿瘤血管的异质性分子是这一治疗手段前进的瓶颈[3]。我实验室一直致力于该领域研究,积极寻找肿瘤血管特异的靶向性分子,并于2004年利用噬菌体随机肽库技术在荷人胃癌裸鼠模型经过体内4轮淘筛,筛选出环状九肽GX1[4]。前期研究显示,GX1可与肿瘤血管内皮细胞特异性结合,具有良好的体内靶向性。但其与受体亲和力和体内的药代动力学还有待改善[5-9]。文献报道[10-14],PEG修饰可以改善多肽类药物的生物学活性,具有诸多优点。故我实验室利用叉形mPEG5000制备GX1的二聚体和四聚体,以期能弥补GX1的不足之处。【目的】1.用PEG修饰GX1,制备GX1的多聚体,筛选出最佳的修饰肽。2.对筛选出来的修饰肽进行体内外鉴定,评价其是否优于GX1。【方法】1.利用叉形PEG交联的方法,得到PEG化GX1二聚体[PEG-(GX1)2]和四聚体[PEG-(GX1)4],放射性同位素99mTc标记后利用SPECT显像筛选出拥有最佳肿瘤血管靶向性的短肽。2.制备生物素化的PEG-(GX1)2,细胞免疫荧光观察其在共培养内皮细胞的表达及定位,通过不同细胞的荧光强度评价其对细胞的特异性;99mTc直接标记法标记PEG-(GX1)2,利用体外受体放射配基结合分析及竞争性抑制实验和受体饱和分析来评价其与受体的亲和力及对肿瘤血管内皮细胞的特异性;裸鼠皮下接种SGC7901或LoVo细胞,尾静脉注射标记肽,利用SPECT观察肿瘤位置在0.5h、4h、8h、12h、18h和24h等时间点的显像,并用计算机勾画感兴趣区(ROI),计算各个时间点的肿瘤与心脏放射性的比值,以此来观察标记肽在体内的靶向性。3.利用生物学分布定量计算标记肽在体内的分布,评价其在体内是否具有肿瘤靶向作用。【结果】1.使用叉形mPEG5000交联的方法,成功制备了PEG-(GX1)2和PEG-(GX1)4。放射性同位素99mTc标记,然后利用SPECT显像筛选出了拥有最佳肿瘤血管靶向性的短肽PEG-(GX1)2。2.免疫荧光结果显示,PEG-(GX1)2与Co-HUVEC的结合高于GX1与Co-HUVEC的结合,也高于PEG-(GX1)2与HUVEC的结合,而PEG-(GX1)2与SGC7901、LoVo、GES和HIEC细胞不结合,URP与Co-HUVEC也不结合。同时,共聚焦显微镜还观察到PEG-(GX1)2表达于Co-HUVEC的胞浆,核周表达最高。体外受体放射配基结合分析及竞争性抑制实验显示,99mTc-PEG-(GX1)2与Co-HUVEC的结合高于HUVEC,也高于99mTc-GX1与Co-HUVEC的结合,并可被GX1竞争性抑制,但与肿瘤细胞或正常粘膜上皮细胞不结合。受体饱和分析显示99mTc-PEG-(GX1)2与Co-HUVEC的结合高于HUVEC,两条曲线均呈饱和曲线,说明PEG-(GX1)2与两种细胞结合属于受体特异性结合。SPECT显像结果可以看出,肿瘤组织对99mTc-PEG-(GX1)2的吸收明显高于99mTc-GX1,并且延长了肿瘤的滞留率,肾的吸收减弱,体内药代动力学得到改善,而对99mTc-URP无吸收;并且注射99mTc-PEG-(GX1)2的瘤心比大于注射99mTc-GX1的,说明随着血液中放射性的逐渐清除,肿瘤中的放射性有聚集的趋势。3.生物学分布进一步证实了SPECT显像的结果。以上结果均说明PEG-(GX1)2的亲和力、特异性及靶向性均优于GX1。【结论】PEG修饰的GX1二聚体可以明显提高短肽的特异性、结合力和靶向性,体内药代动力学明显改善。99mTc-PEG-(GX1)2是一个理想的胃肠道肿瘤的血管显像剂,可用于胃肠道肿瘤的诊断,并可进一步联合放化疗药物用于胃肠道肿瘤的分子靶向治疗。