FR介导中子俘获疗法治疗难治性无功能垂体腺瘤及相关机制研究

Refractory nonfunctional pituitary adenomas(NFPAs) are generally unresponsive to standard therapy including surgery, radiotherapy and medical treatment. Therefore, these NFPAs are associated with poor prognosis and even lead to death. Boron neutron capture therapy (BNCT) is a binary form of radiation therapy that selectively and maximally damages tumor cells without harming the surrounding normal tissue. We have previously shown that folate receptor (FR) is uniquely overexpressed in NFPAs but not in functional pituitary adenomas or normal pituitary glands. Moreover, we demonstrated that FR-targeted boron-10 containing carbon nanoparticles (FA-BCo@CNPs) could be selectively taken up by FRα-positive NFPA cells; the cell viability of NFPA cells was significantly decreased, while apoptotic cells were simultaneously increased after BNCT. Based on the previous studies, we intend to (1) investigate whether NFPA cells could uptake the other kinds of FR-targeted drugs 157Gd-containing carbon nanoparticles (FA-GdCo@CNPs) and 59Co-containing carbon nanoparticles (FA-Co@CNPs), further evaluate the effects of FA-GdCo@CNPs and FA-Co@CNPs on NFPA cells after neutron capture therapy (NCT); (2) transfect alphaT3-1 cells with a FR alpha cDNA, then inject subcutaneouly the alphaT3-1 cells into Nu/Nu nude mice and develop an animal model of NFPA; (3) assess the effects of FR-mediated NCT on mice bearing alphaT3-1 xenograft tumors, and investigate the possible mechanisms. We hope that this study could provide a novel insight into potential therapeutic strategies for treatment of refractory NFPAs, while explore the new applications of BNCT for benign tumors, especially for refractory NFPAs.

难治性无功能垂体腺瘤(NFPA)对手术、放疗及药物治疗均不敏感,严重影响患者生存质量及生命。硼中子俘获疗法（BNCT）是一种新型的二元靶向放疗方法。我们前期研究提示：叶酸受体(FR)在NFPA细胞中特异性高表达，而在其它类型垂体腺瘤和正常垂体中不表达。原代培养的人NFPA细胞能通过FR选择性地摄取FR靶向含硼药物(FA-BCo@CNPs)；FR介导的BNCT能显著抑制NFPA细胞活力，同时显著促进细胞凋亡。本课题组拟：1.进一步探讨人NFPA细胞对FR靶向含钆(FA-GdCo@CNPs)和含钴(FA-Co@CNPs)药物的选择性摄取和中子俘获疗法(NCT)对NFPA细胞的作用；2.将FR基因转染后的αT3-1 细胞接种于Nu/Nu 裸鼠皮下，建立FR表达阳性的裸鼠NFPA模型；3.探讨FR介导的NCT 对裸鼠NFPA模型的治疗作用及可能机制，以期为NFPA提供新的治疗方法。

难治性无功能垂体腺瘤(NFPA)对手术、放疗及药物治疗均不敏感,严重影响患者生存质量及生命。硼中子俘获疗法（BNCT）是一种新型的二元靶向放疗方法。我们前期研究提示：叶酸受体(FR)在NFPA细胞中特异性高表达，而在其它类型垂体腺瘤和正常垂体中不表达。原代培养的人NFPA细胞能通过FR选择性地摄取FR靶向含硼药物(FABCo@CNPs)；FR介导的BNCT能显著抑制NFPA细胞活力，同时显著促进细胞凋亡。为了进一步探讨FR介导的BNCT对NFPA动物模型的作用及机制，我们尝试用原代培养的NFPA肿瘤细胞皮下移植肿瘤，然而，经过多次尝试，尝试不同的细胞浓度及不同的皮下移植方法，由于原代培养的NFPA肿瘤细胞不能传代，增值能力不强，采用皮下注射肿瘤细胞来建立模型均未成功。因此，我们计划利用转染了FR的鼠细胞系αT3-1，皮下移植肿瘤来构建无功能垂体腺瘤模型，然而，使用此方法，皮下注射细胞2个月后，仍未发现肿瘤生成。基于课题遇到的困难和课题的研究初衷，我们决定调整试验方案，改用通过雌激素诱导的泌乳素垂体腺瘤模型。我们使用苯甲酸雌二醇构建大鼠垂体PRL腺瘤模型成瘤率低：根据国内文献报道，实验组25只，使用1ml（1mg）苯甲酸雌二醇每5d于大鼠腹腔内注射，对照组不作处理。注射10次后对实验组行MRI检查发现仅3只成瘤，成瘤率仅为12%，远低于文献所报85%。为了提高成瘤率，我们改用雌激素皮下埋管方法构建大鼠垂体PRL腺瘤模型，.通过皮下包埋雌激素，来构建泌乳素老鼠模型。通过雌激素诱导的方法，我们建立了泌乳素模型，然而，由于肿瘤生长速度较快，肿瘤在短期内出现垂体卒中，肿瘤急剧增大，颅内压急剧增高，从而导致大鼠短期内死亡。因此，雌激素诱导的动物模型也不适合BNCT的研究。因此，我们再次调整实验方案，换用垂体腺瘤细胞系GH3皮下注射，来建立GH3移植瘤动物模型，通过皮下注射GH3细胞，我们成功的建立GH3移植瘤动物模型，并利用新型的硼中子示踪剂来检测GH3对硼的摄取能力，我们的结果提示:GH3细胞对硼的摄取能力远远高于正常组织。通过检测肿瘤组织中的硼浓度，我们发现肿瘤组织中的硼浓度可以达到15bpm,T/N大于3:1，可以达到BNCT治疗的要求。我们采用BNCT对GH3移植瘤动物模型进行了治疗，结果提示，和对照组相比，BNCT可以显著抑制肿瘤的生长。