基于pQDs-CD133mAb的双模态探针对胶质瘤CD133+干细胞靶向成像的实验研究

胶质瘤干细胞（GSC）是引发脑胶质瘤并维持生长的主要细胞来源，GSC对放疗和化疗均有较强的耐受性，并在肿瘤复发过程中起着决定性作用。因此，对GSC进行活体靶向分子成像和定量分析具有重要临床意义。本课题组拟在前期成功分离CD133阳性（CD133+）GSC和构建荷瘤鼠模型的研究基础上，将近红外非镉量子点（QDs）与顺磁性钆偶联制备新型荧光-磁共振成像（MRI）双模态纳米颗粒- - pQDs、，再采用CD133单克隆抗体标记pQDs，构建出灵敏度高、靶向性强的双模态分子探针（pQDs-CD133mAb）。并借助三维定量活体荧光成像仪以及高场MRI，以靶向地对GSC进行活体荧光-MRI双模态成像和定量分析，将得到GSC的位置、含量、分布等结果，并分别与电镜、免疫组化进行验证对照。本项目通过研究pQDs-CD133mAb对GSC活体靶向成像及定量分析，旨在为脑胶质瘤的早期诊断和靶向治疗提供新策略。

脑胶质瘤干细胞（glioma stem cell, GSC）是脑肿瘤发生、发展、侵袭、复发乃至对治疗敏感性的关键所在。GSC的活体靶向成像成为解决临床制定治疗方案、评价疗效等的前提和关键，而合成敏感、特异和安全的分子探针成为GSC靶向成像的核心问题。本项目以Gd3+和近红外QDs （CuInS/ZnS）为功能单元，采用一系列的纳米载体自组装技术成功构建出双模态纳米颗粒—CuInS/ZnS@BSA-DTPA-Gd，合成的纳米颗粒是一种分散性良好、形态较为均一的球形颗粒，其粒径主要分布在45－50 nm之间，改性前后探针的最大发射波长均为630 nm左右（激发波长为470 nm）；纳米探针在仿人体理化环境下各项理化性质均较稳定，且与商用T1造影剂Gd-DTPA（3.1275 mM-1S-1）相比，具有更强的弛豫率（约为15.233 mM-1S-1），可用于T1对比成像；改良MTT法显示探针对SU2s细胞的毒性较低，细胞活性超过80%；探针主要通过肝脏进行清除代谢，7d后各脏器内探针的含量明显下降，小鼠的主要脏器未见明显出血或坏死，仅见轻度的水肿和炎性反应。然后，选用基于GSC 的特异性表面标志物CD133，将其单克隆抗体与CuInS/ZnS@BSA-DTPA-Gd偶联制成GSC 靶向的双模态分子探针CuInS/ZnS@BSA-DTPA-Gd-CD133。将CuInS/ZnS@BSA-DTPA-Gd-CD133与SU2s细胞共孵育的体外实验证实靶向性双模态探针组相对于CuInS/ZnS@BSA-DTPA-Gd非靶向组具有相对更高的荧光信号强度和T1信号强度。经尾静脉向荷有CD133+胶质瘤的裸鼠模型注射含有相同钆离子浓度的CuInS/ZnS@BSA-DTPA-Gd-CD133和CuInS/ZnS@BSA-DTPA-Gd量子点以及商用马根维显进行体内成像，结果显示在相同钆离子浓度的条件下，靶向组肿瘤部分的荧光强度和磁共振强化信号相对高于非靶向组以及马根维显组，证实了双模态探针对CD133+ SU2干细胞的靶向性。本项目通过率先研究pQDs-CD133mAb对GSC活体靶向成像及定量分析，旨在为脑胶质瘤的早期诊断和靶向治疗提供新策略。本项目具有较大的临床科学意义，可更科学而全面的反应脑胶质瘤的生物学行为，为制定治疗方案提供精确信息，并更早期评估治疗疗效。