18F标记靶向融合双肽提高PET特异性诊断胶质瘤的能力的研究

实现胶质瘤特异性显像对胶质瘤的诊断及治疗非常重要。要实现此显像目的，须研究开发能为胶质瘤细胞特异性摄取并产生足够高靶/非靶比值的分子显像探针。我们在成功构建靶向恶性肿瘤的发夹式穿膜肽（hairpin type cell penetrating peptides）的基础上，拟用双肽融合技术将发夹式穿膜肽与胶质瘤的另一特异性靶向探针-氯毒素(chlorotaxin, CTX) 相结合而制备一种新型的靶向融合双肽探针。利用这两种肽不同的靶向生物学特性进一步提高显像特异性，利用氯毒素的受体-配体高亲和力结合提高肿瘤靶位探针摄取量，利用发夹式穿膜肽的高效穿膜作用将融合探针摄入胞浆内以避免随时间延长探针与受体的解离、洗脱。用18F标记此融合探针开展胶质瘤PET显像研究，探索并建立一种新型的显像技术提高PET特异性诊断胶质瘤的能力。

本研究根据课题原计划合成了氯毒素并成功地用荧光素FAM和正电子核素18氟（18F）进行了标记以开展胶质瘤靶向性研究，肿瘤细胞荧光摄取试验显示胶质瘤细胞摄取氯毒素量很低，PET显像也显示该多肽在荷瘤鼠体内缺乏肿瘤靶向性。由于氯毒素的上述不足，提示该多肽不适合用于构建融合双肽。本课题组根据最新研究进展，选择了一种与氯毒素相类似的新型靶向多肽tLyP-1替代氯毒素。在成功合成tLyP-1多肽并用FAM和18F进行标记后，通过胶质瘤细胞摄取试验、荷瘤鼠体内生物学分布试验、荧光断层显像和PET/CT显像等研究显示FAM-tLyP-1和18F- tLyP-1能为胶质瘤细胞大量摄取，在荷瘤鼠体内具有良好的肿瘤靶向性，明显优于氯毒素，显示用tLyP-1替代氯毒素进行双肽融合研究是合适的。在此研究基础上，我们采用了甘氨酸-脯氨酸-甘氨酸（Gly-Pro-Gly，GPG）做为连接体成功将tLyP-1和发夹式穿膜肽(hCPP)（该多肽能靶向肿瘤组织内高表达的MMP-2）相联结而制备了一种新型的双靶向融合肽，命名为tLyP-1-hCPP, 研究显示FAM-tLyP-1-hCPP经尾静脉注射后1小时，该探针大量聚集于肿瘤新生血管壁上，部分多肽向肿瘤组织内渗透。PET和荧光断层显像显示该融合多肽能特异性靶向肿瘤靶位，肿瘤清楚显示，而脑组织内该多肽未见聚集，融合多肽肿瘤显像效果明显优于单一靶向肽（tLyP-1和hCPP），tLyP-1-hCPP、tLyP-1和hCPP的肿瘤/脑比值分别为3.43±0.49、2.71±0.34、2.19±0.33（F=10.620，P=0.003）。经Pubmed检索此研究为国内外首创。此研究结果显示，融合双肽与单肽相比具有更好的肿瘤靶向性，可将其进一步完善发展成为新型的靶向胶质瘤的荧光和PET分子探针，更好地用于胶质瘤显像诊断和指导手术切除。