切伦科夫能量转移成像用于胃癌早期诊断的研究

Gastric cancer is seriously endangering the health of Chinese people. It is the major disease that our country have to overcome independently. However, it is difficult to achieve early diagnosis with existing technologies. Cerenkov radiation energy transfer imaging(CRET) is providing a new technical method to solve this problem. Cerenkov radiation generated by decay of an isotope serves as the energy donor and a fluorophore constitutes the energy acceptor.It has more advantages than conventional optical imaging modalities. But there is yet no specific targeting probes for gastric cancer imaging, and most of the fluorescent dyes are poisonous to human. We had found a peptide GX1 (CGNSNPKSC) binding to vasculature endothelial cells of human gastric cancer. Therefore, photoluminescent Carbon dots are non-toxic to mice under any dose and have potential use in fluorescence imaging in vivo, tumor cell tracking, and others.So we will prepare the probe homing to the gastric cancer using the GX1 peptide, carbon dots and isotopes to perform the early diagnosis of gastric cancer.This study was designed to provide a theoretical basis for early diagnosis of gastric cancer with Cerenkov radiation energy transfer imaging and Carbon dots-GX1 peptide, and provide a new strategy and a new method for the early diagnosis of gastric cancer．

分子影像理论与技术的高速发展为胃癌的早诊早治奠定了基础，光学成像中的切伦科夫成像以其价格低、成像快、敏感度高、探针容易制备等优点成为目前研究的热点，有望进入临床应用。新出现的切伦科夫能量转移成像是指将放射性核素的切伦科夫光能转移给另一荧光受体，然后用光学成像设备检测受体的发射光，它解决了切伦科夫信号穿透力弱的问题，弥补了切伦科夫荧光成像的不足。但目前胃癌尚缺乏特异性的靶向探针，适合临床应用的荧光染料也极少。前期工作中，我们筛选出了能与胃癌血管内皮细胞特异性结合的短肽GX1，具有临床应用前景；碳量子点是新近研究的热点荧光物质，由单一碳元素组成，低毒无免疫原性，适合生物体应用。本项目拟联合GX1和碳量子点制备放射性探针并进行体内外鉴定，用于切伦科夫能量转移成像，对胃癌进行早期诊断。旨在为切伦科夫能量转移成像的应用及GX1和碳量子点用于胃癌的早期诊断提供理论依据，为胃癌的诊断提供新策略与新方法。

光学分子影像理论与技术高速发展，切伦科夫成像以其价格低、成像快、敏感度高、探针容易制备等优点成为目前研究热点。而新出现的切伦科夫能量转移成像是指将放射性核素的切伦科夫光能转移给另一荧光受体，然后用光学成像设备检测受体的发射光，它解决了切伦科夫信号穿透力弱的问题，弥补了切伦科夫荧光成像的不足。但目前胃癌尚缺乏特异性的靶向探针，适合临床应用的荧光染料也极少。前期工作中，我们筛选到胃癌血管特异结合短肽GX1、GEBP11，自主研发了胃癌单抗MG7等胃癌靶向分子；碳量子点（CDs）是新近研究的热点荧光物质，低毒无免疫原性，适合生物体应用；此外，还有FITC、Cy5.5、ICG等荧光染料已经用于临床或具有临床应用前景。本项目主要进行联合胃癌靶向分子和荧光染料制备放射性探针，用于胃癌切伦科夫能量转移成像诊断的探索研究。由于GX1和CDs探针合成效果不理想，因此对靶向元件、荧光物质等进行多种摸索尝试，最终采用GEBP11二聚体作为靶向分子，连接等荧光染料Cy5.5及放射性核素131I，并确定了最佳的同位素标记反应体系条件，制备了稳定性良好的切伦科夫能量转移成像探针131I-(GEBP11)2-ACP-Cy5.5，以无荧光染料的探针131I-(GEBP11)2作为对照。通过建立荷胃癌裸鼠移植瘤模型，成功进行切伦科夫能量转移成像。结果显示，二聚体探针于注射荷瘤鼠24小时后在移植瘤部位形成最佳浓聚，对约10mm的胃癌瘤体具有良好的成像效果，明显优于对照探针组单纯进行切伦科夫成像。本项目研究成果进一步证实，切伦科夫能量转移成像能明显提高切伦科夫成像效果，对胃癌的早期诊断具有重要的潜在应用价值，为胃癌的诊断提供了新策略与新方法。本项目资助研究成果，发表学术研究论文6篇，其中SCI收录论文2篇，获奖1项。培养研究生4名。课题研究人员多次参加国际、国内学术会议，进行大会报告、壁报展示或书面交流。