以整合素αvβ3为靶点的肿瘤分子显像及靶向治疗

整合素αvβ3是由两条多肽链组成的跨膜异二聚体糖蛋白,其高表达于肿瘤新生血管内皮细胞和部分肿瘤细胞表面,而在正常血管和组织表面不表达或低表达,其可通过介导细胞黏附来调控肿瘤血管新生,整合素αvβ3能够与体内外含精氨酸－甘氨酸－天冬氨酸序列的物质发生特异性结合。用不同的放射性核素标记,通过PET/CT、SPECT/CT、PET/MRI显像检测肿瘤整合素αvβ3受体的表达水平,在此研究基础上可将其作为肿瘤新生血管显像和肿瘤早期治疗的靶点。现将国内外关于整合素αvβ3靶向药物的设计、放射性核素的选择及相关药物的研究进展等进行综述。     

放射性核素标记RGD序列多肽与整合素αvβ3受体显像的研究进展

整合素主要介导细胞与细胞、细胞与细胞外基质(ECM)之间的相互黏附,对细胞的黏附、增殖、分化、转移、凋亡起到重要的调控作用,在肿瘤的侵袭转移中发挥重要作用.成熟血管内皮细胞和绝大多数正常器官系统中,整合素αvβ3受体表达缺乏或几乎不能被探及,但其在新生血管内皮细胞中有强烈表达,精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)肽是整合素αvβ3受体的特异性识别位点,因此,将放射性核素标记到含有RGD序列的肽类化合物上,用于整合素αvβ3受体显像,对于肿瘤早期和高特异性定位、定量诊断及治疗都具有重要意义.近年来国内外对RGD肽的标记方法和αvβ3受体显像进行了研究.     

整合素αvβ3受体靶向肿瘤显像研究进展

整合素αvβ3高表达于肿瘤细胞和肿瘤新生血管内皮细胞表面,而在正常组织和成熟血管内皮细胞表面呈低水平表达或不表达,整合素αvβ3能够与体内外含精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）序列的物质发生特异性结合。通过对RGD肽进行结构修饰、多聚化等来构建体内理化性能稳定的RGD肽和RGD-蛙皮素等融合肽,再通过不同的偶联剂介导完成RGD肽的不同放射性核素（^18F、^111In、^64Cu、^68Ga、^125I、^99Tc^m、^123I、^86Y等）标记,成为近年来肿瘤靶向显像的研究热点,部分临床实验正在国内外进行有效开展。通过PET／CT、SPECT／CT和PET／MRI多模态显像定量检测肿瘤整合素αvβ3受体的表达水平,来完成抗肿瘤新生血管生成治疗患者的筛选、疗效预测和实时监测,已成为近年来研究的焦点和新的发展方向。     

肿瘤整合素αvβ3受体显像的研究现状

整合素αvβ3受体在多种恶性肿瘤细胞表面有高水平的表达,尤其在恶性肿瘤组织新生血管内皮细胞膜,成熟血管内皮细胞和绝大多数正常器官系统则无表达或几乎不能被探及.含有RGD(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)序列的小分子多肽是整合素αvβ3受体拮抗剂,对整合素αvβ3受体具有高度的选择性与亲和力,是一类具有潜在临床应用价值的肿瘤受体显像剂.     

肿瘤整合素αvβ3受体显像的研究现状

整合素αvβ3受体在多种恶性肿瘤细胞表面有高水平的表达，尤其在恶性肿瘤组织新生血管内皮细胞膜，成熟血管内皮细胞和绝大多数正常器官系统则无表达或几乎不能被探及。含有RGD(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)序列的小分子多肽是整合素αvβ3受体拮抗剂，对整合素αvβ3受体具有高度的选择性与亲和力，是一类具有潜在临床应用价值的肿瘤受体显像剂。     

银杏叶提取物对IL-1β诱导的黏附分子表达的影响及与NO的关系

目的：观察银杏叶提取物（GBE）对IL-1β诱导的血管内皮细胞黏附分子表达的影响,探讨该过程中NO可能的作用机制.方法：分离培养新生牛脑微血管内皮细胞;采用ELISA方法测定E-选择素（E-selectin）、αvβ3整合素的表达. 结果：GBE能够降低IL-1β诱导的E-选择素和αvβ3表达,NO增强剂L-精氨酸可进一步降低IL-1β诱导的E-选择素和αvβ3表达,而给予NO拮抗剂后GBE的抑制作用明显减弱. 结论：影响NO生成可能是GBE抑制E-选择素和αvβ3整合素表达途径之一.     

放射性核素标记RGD多肽在整合素受体显像中的应用

整合素受体α_vβ₃在新生血管及多种恶性肿瘤细胞表面有高水平的表达,在肿瘤的生长、局部浸润和转移中,特别是肿瘤诱导的血管生成中发挥重要作用。由于放射性核素标记的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)多肽能够与受体特异性地识别结合,因此目前被逐渐应用于肿瘤整合素表达水平的受体显像中。     

以血管生成为分子靶点的放射性核素显像分子探针在肿瘤个体化用药中的应用

血管生成对肿瘤生长至关重要,以肿瘤血管为靶点的抗血管生成治疗日益受到重视,但抗血管生成疗法的机制以及治疗后产生的耐药性尚不明确。无创性放射性核素分子显像可阐明基本的药物机制以及耐药通路,并通过治疗前和治疗期间的靶点量化表达实现个体化的抗血管生成治疗。笔者重点讨论在血管生成过程中4个关键蛋白质,即血管内皮生长因子（VEGF）及其受体、整合素αvβ3、细胞外基质纤连蛋白、基质金属蛋白酶（MMP）的表达在放射性核素标记分子显像探针发展中的作用及其在个体化抗血管生成疗法中的应用。     

99Tcm-3P-RGD2用于肺癌整合素αv β3表达水平检测的实验研究

目的 采用99Tcm-3聚乙二醇4-RGD2(3P-RGD2)评估小细胞肺癌和肺腺癌细胞荷瘤鼠动物模型中整合素αvβ3表达水平.方法 按试剂盒说明书制备99Tcm-3P-RGD2.选取H446人小细胞肺癌细胞进行受体竞争抑制实验,检测3P-RGD2与整合素αvβ3的特异亲和性.通过细胞摄取实验检测H446和A549人肺腺癌细胞对99Tcm-3P-RGD2的摄取情况,以流式细胞术和免疫荧光染色测定2种细胞中整合素αvβ3的表达.观察99Tcm-3P-RGD2在H446和A549肺癌荷裸鼠模型(各6只)的microSPECT/CT显像情况.显像后断颈处死裸鼠,取部分肿瘤组织制备单细胞悬液,以流式细胞术检测细胞整合素αvβ3表达;部分组织制成切片,以免疫组织化学法检测肿瘤组织整合素αvβ3的表达.采用配对t检验对实验数据进行统计学分析.结果 99Tcm-3P-RGD2标记率为(97.0±2.0)％,4h时后放化纯仍高达95％.3P-RGD2与整合素αvβ3特异性结合的半数抑制浓度(IC5o)为8.759 nmol/L.H446细胞对99Tcm-3P-RGD2的亲和性高于A549细胞,摄取率均于120 min达峰值,分别为(5.75±0.50)％和(3.35±0.28)％(t=9.324,P＜0.05).H446和A549肺癌细胞均表达整合素αvβ3,且H446高于A549[(18.01±2.83)％和(5.77±0.64)％,t=7.488,P＜0.05].免疫荧光染色示H446细胞整合素信号明显高于A549细胞.MicroSPECT/CT显像示注射99Tcm-3P-RGD2后3 h T/NT达最大值,H446荷瘤鼠T/NT比值为6.39±1.29,高于A549荷瘤鼠(3.62±0.33,t=6.869,P＜0.05).H446和A549肿瘤组织经流式细胞术检测,整合素αvβ3表达水平分别为(22.89±3.63)％和(10.23±1.94)％(t=13.967,P＜0.05).免疫组织化学检测结果示H446和A549肿瘤组织和新生血管内皮细胞均有整合素αvβ3表达.结论 99Tcm-3P-RGD2可用于整合素αvβ3阳性肺癌的显像,并可无创评估不同肺癌组织整合素αvβ3的表达水平.     

肿瘤血管生成的分子成像进展——整合素α_Vβ_3的分子成像

血管生成在实体肿瘤的生长和转移等生物行为中具有霞要的调节作用.对于肿瘤新生血管生成过程进行成像,可以为临床提供病变探测、药物应用筛选、治疗有效性评价和监测、疾病预后等多方面的大量重要信息.分子成像的发展为该领域的研究提供了新的空间和应用平台.主要对整合素αvβ3在肿瘤新生血管分子成像中的应用及其最新进展进行综述.     

肿瘤血管生成的SPECT分子显像研究进展

肿瘤血管生成与肿瘤生长、转移有着密切的关系。肿瘤血管生成被各种蛋白分子调控,其中包括血管内皮生长因子、αvβ3整合素、细胞外基质蛋白、前列腺特异性膜抗原等。它们已成为肿瘤血管生成分子影像及靶向治疗研究领域的重要分子靶点。研究并利用这些蛋白分子准确无创地评估肿瘤新生血管及肿瘤抗血管生成治疗效果的成像方法,已成为现代医学影像学的一个重要课题。     

靶向血管生成的分子探针构建及体外细胞MR成像的初步研究

目的 探讨体外细胞MR成像的可行性.方法 通过GoldMagTM-CS纳米金磁微粒与抗整合素αvβ3抗体非共价键偶联方法 构建特异性分子探针.培养ECV304细胞,利用激光共聚焦显微镜及流式细胞术,观察该探针与αvβ3整合素结合的特异性.建立MR扫描序列,将已构建的MR探针标记ECV304细胞,进行MR成像.结果 成功构建了靶向血管生成的特异性MR分子探针;构建的MR分子探针能与ECV304细胞特异性地结合;并可特异性显著降低T2*序列信号,而非特异抗体偶联的探针对细胞MR信号无显著影响.结论 应用纳米金磁微粒及抗整合素αvβ3抗体构建的MR分子探针,能与ECV304细胞特异结合,并显著影响其T2*序列MR信号,提示该探针有望应用于活体的肿瘤新生血管的特异性显像.     

99Tcm标记RGD环肽二聚体人神经胶质瘤显像及重组人血管内皮细胞抑制素对其影响的实验研究

目的 研究新型含RGD的环肽二聚体探针99Tcm-HYNIC-2聚乙二醇(PEG)4-Dimer { Dimer:E-[c(RGDfK)2]}作为整合素αvβ3受体显像剂的可行性,并观察重组人血管内皮细胞抑制素注射液(恩度)对标记探针在荷瘤裸鼠体内生物学分布及γ显像的影响.方法 选取整合素αvβ3受体表达阳性的人神经胶质瘤细胞株U87MG,免疫荧光检测U87MG经恩度处理后的整合素αvβ3受体表达情况.制备99Tcm-HYNIC-2PEG4-Dimer.建立荷U87MG神经胶质瘤裸鼠模型,并按简单随机法将其分为2组,恩度组给予200μl(1 mg)恩度,对照组给予同等体积的生理盐水,6h后注射99Tcm-HYNIC-2PEG4-Dimer,评价探针在2组荷瘤裸鼠体内的生物学分布.另取荷瘤裸鼠16只,分为恩度处理组和生理盐水组,分别按体质量给予20 mg/kg恩度和同等体积的生理盐水,给药后行γ显像.采用两样本t检验对实验数据进行统计分析.结果 99 Tcm-HYNIC-2PEG4-Dimer的放化纯大于95％.U87MG细胞高表达整合素αvβ3受体,经恩度处理后整合素αvβ3受体表达逐渐减低,恩度质量浓度为400 μg/ml时,表达程度最低.荷瘤裸鼠注射99Tcm-HYNIC-2PEG4-Dimer后90 min,肿瘤组织有较高摄取,给予恩度后肿瘤摄取减低,恩度组和对照组肿瘤摄取分别为(1.50±0.08) ％ID/g和(6.27±0.33) ％ID/g(t=40.23,P＜0.05);γ显像示2组T/NT比值分别为1.02±0.11和2.58±0.36(t=10.25,P＜0.05);免疫组织化学检查结果显示2组整合素αvβ3受体阳性表达率分别为(33.1±2.7)％与(81.5±3.2)％(t=32.60,P＜0.05).结论 99Tcm-HYNIC-2PEG4-Dimer可用于整合素αvβ3受体阳性肿瘤的显像,并可用于监测恩度疗效,有望用于筛选恩度治疗病例.     

肿瘤血管生成的分子成像进展——整合素α_Vβ_3的分子成像

血管生成在实体肿瘤的生长和转移等生物行为中具有重要的调节作用。对于肿瘤新生血管生成过程进行成像,可以为临床提供病变探测、药物应用筛选、治疗有效性评价和监测、疾病预后等多方面的大量重要信息。分子成像的发展为该领域的研究提供了新的空间和应用平台。主要对整合素αⅤβ3在肿瘤新生血管分子成像中的应用及其最新进展进行综述。     

99Tcm标记RGD环肽四聚体在神经胶质瘤裸鼠模型中的显像研究

目的 制备99Tcm标记的含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(Arg-Gly-Asp,RGD)序列的环肽四聚体99Tcm-联肼尼克酰胺(HYNIC)-E{E[c(RGDfK)]2}2,评价其在整合素αvβ3表达阳性的荷人神经胶质瘤裸鼠模型的生物分布和显像.方法 以HYNIC为双功能螫合剂,以三羟甲基甘氨酸(tricine)和三苯基膦三磺酸钠(TPfffS)为协同配体,采用两步法制备99Tcm-HYNIC-E{E[c(RGDfK)2}2.通过体外受体竞争结合实验比较e(RGDyK)单体、HYNIC-E[c(RGDfK)2二聚体和HYNIC-E{E[c(RGDfK)]2}2四聚体与整合素αvβ3亲和力.生物分布实验数据显示,99Tcm-HYNIC-E{E[c(RGDtK)]2}2主要经肾排泄;注射后1h,肿瘤对99Tcm-HYNIC-E{E[c(RGDfK)]2}2的摄取为99Tcm-HYNIC-E[c(RG-DfK)]2的2倍,分别为(10.32±0．07)％ID／g和(5.15±O.52)％ID／g,与体外受体竞争结合实验数据相一致;注射后4h,肿瘤对99Tcm-HYNIC-E{E[c(RGDfK)]2}2的摄取仍达(9.35.4±1.35)％ID／g,表明标记物在肿瘤中的滞留时间足够长.r显像结果显示,注射后1h肿瘤清晰可见.注射后4h显像效果更佳.结论 99Tcm-HYNIC-E{E[c(RGDfK)]2}2具有较高的肿瘤摄取和较长的肿瘤滞留时间,可以用于整合素αvβ3表达阳性肿瘤的显像;放射性核素(如90Y)标记的RGD环肽四聚体可用于整合素(αvβ3表达阳性肿瘤的治疗.     

新型αvβ3和Neuropilin-1双靶点正电子成像探针18F-FAl-NOTA-RGD-ATWLPPR用于脑胶质瘤的PET显像研究

目的构建可靶向αvβ3和血管内皮生长因子受体Neuropilin-1（NRP-1）双受体的正电子成像探针,并验证双靶点融合肽探针较之单靶点探针的优越性。方法采用18F-氟化铝（18F-FAl）配合物的方法实现分子探针的18F标记。在人神经胶质瘤U87MG细胞中,检测αvβ3和NRP-1的表达水平,测定分子探针精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）-丙氨酸-苏氨酸-色氨酸-亮氨酸-脯氨酸-脯氨酸-精氨酸（ATWLPPR）与αvβ3/NRP-1的受体-配体亲和力。在U87MG荷瘤裸鼠模型中,测定18F标记RGD-ATWLPPR的体内肿瘤micro-PET显像特性,并且与其对应单体进行比较分析。采用方差分析和t检验对结果进行统计学分析。结果αvβ3及NRP-1在U87MG肿瘤细胞、肿瘤组织及肿瘤新生血管中均有较高水平的表达。受体-配体亲和力测定的实验结果显示,18F-FAl-NOTA-RGD-ATWLPPR双靶点融合肽与αvβ3及NRP-1的亲和力并未明显优于其单体,但融合肽在U87MG细胞中的摄取高于相应的单体肽。Micro-PET显像结果显示,融合肽较其单体肽RGD[（4.86±0.48）% ID/g vs.（3.33±0.15）% ID/g,t=10.21,P < 0.05]和ATWLPPR[（4.86±0.48）% ID/g vs.（2.28±0.41）% ID/g,t=32.16,P < 0.05]表现出了更好的显像效果,且融合肽在αvβ3、NRP-1任一受体被未标记“冷”肽阻断的情况下仍能获得肿瘤的阳性显像结果。结论18F-FAl-NOTA-RGD-ATWLPPR可以灵敏地对整合素αvβ3和NRP-1中任何一个受体高表达的肿瘤进行显像,并且较其单体具有更高的肿瘤摄取,但该融合肽的受体-配体亲和力还有待进一步提高。     

动脉粥样硬化易损斑块放射性核素标记分子探针的研究进展

动脉粥样硬化易损斑块破裂及随后发生的血栓形成和心肌坏死是急性冠状动脉（简称冠脉）事件发生的病理基础,急性冠脉事件的发生危险主要取决于易损斑块的组成成分而不是血管的狭窄程度。易损斑块具有如下特征：纤维帽较薄、炎性细胞浸润、细胞凋亡、斑块内出血及新生微血管生成。以凋亡细胞、巨噬细胞、氧化低密度脂蛋白、基质金属蛋白酶、组织因子、αvβ3整合素和微钙化为靶向的放射性核素标记分子探针已用于易损斑块的诊断研究,并表现出潜在的临床应用前景。     

整合素α9β1对角膜缝线术后新生淋巴管生成及血管内皮生长因子C表达的影响

目的 研究整合素α9β1对小鼠角膜缝线术后新生淋巴管及血管内皮生长因子C(VEGF-C)表达的影响并探讨其意义.方法 80只BALB/c小鼠,随机分为正常对照组、缝线对照组、α9β1组、α9β1抑制组,每组20只.正常对照组不作特殊处理;缝线对照组、α9β1组、α9β1抑制组小鼠制作双眼角膜缝线模型,术后分别予以左氧氟沙星、左氧氟沙星+α9β1、左氧氟沙星+d9β1单抗Y9A2点双眼,2次/d,共14d.术后第3、5、7、14、21天每组分别取2只小鼠,行角膜免疫荧光淋巴管染色、免疫组织化学染色,观察新生淋巴管的动态变化并计数;RT-PCR、Western blotting法检测不同时间点角膜中VEGF-C的表达.结果 正常对照组角膜无新生淋巴管;其余3组小鼠缝线后有新生淋巴管从角膜缘发出,淋巴管计数(LVC)在第14天达峰值.缝线对照组术后第3天开始出现新生淋巴管,第14天LVC为3.27±0.25;与缝线对照组比较,在各观察时间点α9β1组LVC均增多,第14天时LVC为4.93±0.38(P＜0.05),α9β1抑制组角膜新生LVC明显降低,第14天时LVC为2.25±0.34(P＜0.05).RT-PCR和Western blotting检测结果显示,正常对照组有少量VEGF-C表达,缝线对照组VEGF-C表达较正常对照组显著增多且在第14天达峰值(P＜0.05);与缝线对照组比较,α9β1组VEGF-C表达增高(P<0.05),而α9β1抑制组VEGF-C表达降低(P＜0.05).结论 整合素α9β1可促进角膜新生淋巴管发生,通过Y9A2抑制整合素α9β1可下调VEGF-C的表达并显著减少角膜新生淋巴管.     

低分子量肝素减少局灶节段性肾小球硬化鼠足细胞的脱落

目的观察整合素α3β1、α-肌营养不良蛋白聚糖（α-DG）在局灶节段性肾小球硬化（FSGS）大鼠肾小球的表达以及低分子量肝素（LMWH）对它们的影响。方法制备FSGs大鼠模型,随机将动物分为FSGS组、治疗组,另设对照组。治疗组给予LMWH410U·kg^-1皮下注射,2次／d。8周后,检测各组24h尿蛋白定量（TP）、血清半胱氨酸蛋白酶抑制剂（CysC）、肾小球硬化指数（GSI）;检测尿沉渣足细胞特异性标志蛋白podoealxin（PCX）,尿PCX荧光细胞即为尿液足细胞（UPC）;免疫荧光检测肾小球整合素α3β1、α—DG表达分布。分离肾小球,Westem印迹法检测肾小球整合素α3β1、α-DG蛋白表达水平。光镜下观察肾组织病理改变。结果LMWH组TP、CysC、GSI以及病理改变较FSGS组明显改善。正常大鼠整合素α3β1、α-DG主要沿肾小球血管袢呈线性表达;FSGS组肾小球整合素α3β1、α-DG表达比对照组明显减弱;LMWH组整合素α3β1、α-DG表达较FSGS组明显增加。结论LMWH可以减少FSGS肾病大鼠尿蛋白,改善肾脏病理变化,保护肾功能。上调整合素α3β1、α-DG的表达,减少足细胞的脱落。     

99Tcm标记新型RGD环肽在神经胶质瘤动物模型的实验研究

目的 评价引入2个聚乙二醇（PEG4）对精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）环肽二聚体（Dimer：E[c（RGDfK）]2）体外受体结合亲和力和体内药代动力学特征的影响,以及99Tcm标记2PEG4-Dimer用于整合素αvβ3阳性肿瘤显像的前景.方法 用免疫组织化学实验测定U87MG人神经胶质瘤细胞以及肿瘤组织中整合素αvβ3的表达.通过U87MG细胞受体竞争结合实验测定RGD环肽单体c（RGDyK）、联肼尼克酰胺（HYNIC）-Dimer和HYNIC-2PEG4-Dimer对125I-c（RGDyK）的半数抑制浓度（IC50）.采用无亚锡一步法制备99Tcm-HYNIC-Dimer和99Tcm-HYNIC-2PEG4-Dimer,评价＂TcmHYNIC-2PEG4-Dimer在荷U87MG瘤裸鼠的生物分布并进行γ显像.采用非配对t检验法对实验数据进行分析.结果 U87MG细胞和荷瘤裸鼠肿瘤组织中高表达整合素αvβ3.HYNIC-2PEG4-Dimer比c（RGDyK）和HYNIC-Dimer有更高的整合素αvβ3亲和力（IC50分别是0.8,27和2.4 nmol/L）.99Tcm-HYNIC-Dimer和99Tcm-HYNIC-2PEG4-Dimer的99Tcm标记率均＞95%,经Sep-Pek C18柱纯化后其放化纯＞99%.生物分布实验显示,2种标记物均主要经肾排泄,在注射后2h,肿瘤对99Tcm-HYNIC-2PEG4-Dimer的摄取为99Tcm-HYNIC-Dimer的2.7倍[（5.71±0.96）%ID/g和（2.10±0.50）%ID/g],t=4.80,P＜0.05,与体外受体竞争结合实验数据相一致.γ显像结果显示,注射99Tcm-HYNIC-2PEG4-Dimer后0.5 h肿瘤即清晰可见,随时间延长,体内放射性本底明显减低,显像对比度增高.结论 99Tcm-HYNIC-2PEG4-Dimer有希望用于整合素αvβ3阳性肿瘤显像.