转基因鼠乳腺癌模型EGFR和VEGFR2的光学与19F-MR定量分子成像

表皮生长因子受体(EGFR)和血管内皮生长因子受体-2(VEGFR2)是乳腺癌靶向诊断和靶向治疗中的重要靶点，但目前缺少有效方法来活体直观监测二者在肿瘤生长、转移和治疗过程中相互作用机制。我们前期研究证实用近红外荧光探针（EGF-Cy5.5）可以实现乳腺癌原发灶及转移灶EGFR活体定量成像。本研究拟在VEGFR2-Luc转基因鼠上构建乳腺原位瘤和骨转移瘤模型，应用生物发光成像(BLI)动态监测转基因鼠的乳腺癌发展及骨转移过程中VEGFR2基因表达情况，并用VEGFR2特异性配体VEGF121标记氟化碳（PFCs）纳米颗粒，联合EGF-Cy5.5对肿瘤及转移灶的EGFR和VEGFR2进行近红外荧光和19FMR双模式成像，通过活体成像定量直观显示EGFR与VEGFR2在乳腺癌生长、转移过程中的作用机制，对照离体肿瘤标本基因及组织学检测结果，为多靶点联合药物治疗乳腺癌提供直观定量的研究方法。

应用生物发光成像对转基因鼠乳腺癌移植瘤VEGFR基因表达水平进行活体动态监测，并以乳腺癌EGFR为靶点，合成近红外（NIR）光学成像探针EGF-Cy5.5，对乳腺癌细胞增殖过程进行光学分子成像。利用整合素靶向性全氟化碳纳米粒子靶向肿瘤新生血管整合素的特异性，采用同步1H/19F磁共振成像，针对乳腺癌动物模型肿瘤新生血管进行靶向分子成像，证实同步1H/19F磁共振成像可以敏感性及特异性评估肿瘤新生血管。为实现乳腺癌新生血管靶向性诊疗一体化目的，本研究合成并表征了一种新型具有脂肪酶活性的多西紫杉醇前体药物，并在体外及活体实验中验证了该药物抗血管生成的有效性。这种Sn2磷脂酰胆碱前药被稳定整合到新型靶向新生血管生成特异性标志物——整合素avb3的油酸锰-钆（Gd-MnOL，Gd-MnOL）纳米粒子（NP）的类脂膜上，合成新型载药纳米粒子αvβ3-Dxtl-PD NP，并通过体外实验证实新型载药纳米粒子的稳定性。αvβ3-Dxtl-PD NP的生物活性和有效性与等摩尔浓度的紫杉醇注射液或与甲醇中游离的多西紫杉醇一致。通过MR成像监测αvβ3-Dxtl-PD NP在MDA-MB-231转基因裸鼠肿瘤模型中抗乳腺癌新生血管的有效性，这种成像检测使用的是相同的αvβ3-Gd-MnOL纳米粒子平台。非靶向性Dxtl-PD NP经MR检测与αvβ3-Dxtl-PD NP有相似的抗血管生成反应，但显微镜下检测显示只有在应用靶向药物情况下才出现肿瘤细胞增殖减少和凋亡细胞增加。与对照组注射盐水的乳腺癌模型相比，用相同的治疗方案给予等量Abraxane治疗时未见抗新生血管的效果。这些数据表明αvβ3-Dxtl-PD NP可以在转基因裸鼠MDA-MB-231乳腺癌模型中减少MR可探测到的新生血管生成，减慢肿瘤进程，疗效明显优于静脉注射等量的紫杉烷类药物。通过活体动物光学和MR分子成像监测αvβ3-Dxtl-PD NP在MDA-MB-231转基因裸鼠肿瘤模型中抗乳腺癌新生血管的有效性，同时监测抗新生血管过程中肿瘤EGFR表达改变，证实EGFR表达水平会随肿瘤新生血管的抑制出现下降，而新生血管表达水平随EGFR受体下降会呈上升趋势（P<0.05）。这些数据进一步证实通过光学和MR分子成像可同时实现探测肿瘤细胞增殖及新生血管生成情况，为应用分子影像学方法活体、直观、动态的研究乳腺癌的发生提供了依据。