新型双模态纳米分子探针的构建及其在肝癌靶向成像及治疗中的实验研究

Molecular imaging probe is the core content of molecular imaging.Early diagnosis and treatment is very important to hepatocellular carcinoma.Developing tumor-targeted dual-modal theranostic nanoprobe for early diagnosis and treatment of hepatocellular carcinoma is very necessary and timely.We have successfully developed the SPIO-PEG-CTX nanoprobe of target molecule chlorotoxin(CTX) conjugated superparamagnetic iron oxide(SPIO) and coated with polyethylene glycol(PEG) in previous study.These novel nanoprobes exhibited the good biocompatibility and effective MRI in rabit.Based on our excellent previous studies,we purpose a new hepatocellular carcinoma-targeted dual-modal theranostic nanoprobe by SPIO-PEG nanoprobe,CTX, upconversion nanoprobes(UCNPs)and Graphene Oxide,which will be an stable,safe and sensitive hepatocellular carcinoma-targeted theranostic nanoprobe for high quality molecular imaging and photothermal therapy of liver cancer.In conclusion,this project provides a hepatocellular carcinoma-targeted dual-modal theranostic nanoprobe for the early detetion and treatment of liver cancer.

分子影像探针是分子影像学的核心内容，早期诊疗对肝癌的预后具有重要意义，研发肝癌靶向性诊疗一体化双模态纳米分子探针是实现肝癌早期诊疗的重要途径。申请人前期成功合成了以超顺磁性氧化铁(SPIO)为核心、外包裹靶向分子氯离子通道蝎毒素(CTX)和聚乙烯乙二醇(PEG)的SPIO-PEG-CTX纳米颗粒，并探索了该磁性分子探针在肝癌靶向性磁共振成像的应用前景。本研究在已有良好工作基础上，以兔VX2原位肝癌为研究对象，基于SPIO-PEG、CTX和稀土上转换纳米材料(UCNPs)及氧化石墨烯硫化铜复合材料(rGO-CuS)构建一种稳定、安全、灵敏度高、靶向性好的新型双模态光磁复合纳米分子探针，利用UCNPs的独特性能进行高灵敏度的光学成像，利用SPIO实现高组织分辨率的磁共振成像，利用rGO-CuS实现光热治疗，探索其有效性和安全性及在临床诊疗中的应用前景，为肝癌早期诊疗提供新方法。

分子影像探针是分子影像学的核心内容，早期诊疗对肝癌的预后具有重要意义，研发肝癌靶向性诊疗一体化双模态纳米分子探针是实现肝癌早期诊疗的重要途径。申请人前期成功合成了以超顺磁性氧化铁(SPIO)为核心、外包裹靶向分子氯离子通道蝎毒素(CTX)和聚乙烯乙二醇(PEG)的SPIO-PEG-CTX纳米颗粒，并探索了该磁性分子探针在肝癌靶向性磁共振成像的应用前景。本研究在已有良好工作基础上，本研究计划以兔VX2原位肝癌为研究对象，基于SPIO-PEG、CTX和稀土上转换纳米材料(UCNPs)及氧化石墨烯硫化铜复合材料(rGO-CuS)构建一种稳定、安全、灵敏度高、靶向性好的新型双模态光磁复合纳米分子探针，利用UCNPs的独特性能进行高灵敏度的光学成像，利用SPIO实现高组织分辨率的磁共振成像，利用rGO-CuS实现光热治疗，探索其有效性和安全性及在临床诊疗中的应用前景，期待为肝癌早期诊疗提供新方法。课题实施期间研究的重要结果及关键数据如下，制备基于乳糖酸（LA）靶向的、以SPIO为核心，外包裹介孔硅纳米粒子（MSNs）的SPIO@ MSNs-LA纳米颗粒，合成的颗粒由10nm左右的四氧化三铁纳米晶体作为核心，外面包裹一层约20nm厚的介孔壳层，介孔结构呈放射性向外。细胞实验证实SPIO@MSN-LA与正常肝细胞高表达的去唾液酸糖蛋白受体（ASGPR）的特异性结合能力。SPIO@MSNs-LA在活体肝癌磁共振T2WI序列扫描时具有负性强化，能显著提升肝脏肿瘤组织与正常组织的信号比，具备肝癌磁共振分子影像探针的特性。制备了一种新型的比率型荧光探针JNY-1，该探针在没有活性氧及活性氮干扰的情况下能够选择性和敏感性地检测过氧化氢（H2O2），在生理状态下对HepG2肝癌细胞内的H2O2进行监测和成像。本研究对靶向肝癌的磁学及光学分子探针进行初步探讨，为肝癌特异性分子影像探针的进一步研究提供了基础。