纳米材料在核医学中的应用

近年来随着纳米技术和纳米材料在医学应用中的迅速发展,尤其是在药物靶向传递和转基因载体等方面的不断深入研究,纳米材料也逐渐开始在核医学中应用。该文综述了目前几类纳米材料在核医学中的最新研究进展,并且讨论了其中存在的一些问题和今后发展的主要方向。     

聚天冬酰胺衍生物的合成及细胞毒性研究

目的 合成一种聚天冬酰胺衍生物并对其细胞水平的安全性进行评价, 为其作为药物载体应用提供研究基础。方法 通过 L-天冬氨酸热缩聚合成聚琥珀酰亚胺, 利用苯丙氨酸甲酯盐酸盐和乙醇胺对聚琥珀酰亚胺进行开环反应得到载体 PSI-Phe-EA; 利用 1H NMR 进行聚合物结构表征; 采用内标法磁氢谱计算其开环率; 通过水溶性的比较验证其亲水性变化; 采用 MTT 法对聚合物的细胞增殖抑制进行研究, 利用倒置显微镜观察聚合物对细胞微观形态的影响; 利用碘化丙啶 （PI） 染色法通过流式细胞仪研究聚合物对细胞周期的影响。结果 1H NMR 确证了开环衍生物 PSI-Phe-EA 的结构, PSI 的开环率为 40%; 乙醇胺开环后聚合物的亲水性得到了明显改善; MTT 实验表明,PSI-Phe-EA 在所检测浓度范围内 （<100 mg/L）, 对 NIH3T3 和 HepG2 两种细胞的 24 h 细胞存活率均在 80%以上; 倒置显微镜观察表明, 50 mg/L 的 PSI-Phe-EA 孵育 24 h 后以上两种细胞的形态与对照组无明显差异; 细胞周期分析表明 PSI-Phe-EA 处理与否对细胞周期分布的影响无明显差异。结论 合成的聚天冬酰胺衍生物PSI-Phe-EA 亲水性明显提高, 且对细胞的存活、 微观形态以及周期分布均无明显影响, 是一种安全的高分子材料。     

RGD功能化多肽纳米纤维的制备及其体内肿瘤靶向性研究

目的 制备肿瘤靶向RGD多肽纳米纤维,研究其体内分布和肿瘤靶向性.方法 通过多肽固相合成法制备靶向多肽Nap-GFFYGRGD(RGD-肽)和对照多肽Nap-GFFYGRGE(RGE-肽),利用核磁和质谱对多肽的分子结构进行表征.多肽溶液经煮沸后冷却可自组装形成纳米纤维(RGD-纤维和RGE-纤维),通过透射电镜(TEM)对纳米纤维的微观形貌进行观察.采用氯胺-T法对多肽进行125I标记,利用放射性HPLC对标记多肽进行分离纯化.建立BALB/c小鼠皮下乳腺癌肿瘤模型,125I标记的多肽自组装形成纳米纤维后经尾静脉注射,分别于注射后1、3、6、12 h进行眼球取血并处死小鼠,取肿瘤、心、肝、脾、肺、肾、胃、大肠、小肠、肌肉和脑等,用γ计数仪测量各组织放射性信号强度.结果 RGD-肽和RGE-肽均可自组装形成直径约为10～ 20 nm的纳米纤维.RGD-纤维和RGE-纤维在注射后各个时间点在体内主要脏器的分布规律相似,主要分布于胃中,其次是肠.但2者在肿瘤组织的分布规律存在显著性差异,RGD-纤维注射后6h内在肿瘤组织中呈现出一个逐渐积累的过程,而RGE-纤维在3h时达最高浓度,在6h2者差异达到最大,分别为6.25％ ID/g和2.79％ ID/g(P ＜0.01).结论 肿瘤靶向肽RGD能明显提高多肽纳米纤维在体内的肿瘤靶向分布,为该载体作为抗肿瘤药物载体用于肿瘤靶向治疗提供了强有力的数据支持.     

新型渗透性水凝胶作为载体用于肿瘤的放射性核素植入治疗

目的设计并合成一类新型的渗透性水凝胶,通过物理作用负载放疗剂,用于肿瘤的植入治疗。方法通过酯化反应合成聚合物PECT-RGD（其中,PECT为含环醚侧基聚己内酯-聚乙二醇三嵌段共聚物;RGD为含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸的短肽）,通过酰胺化反应和氯胺T法制备131I标记的透明质酸,核磁共振氢谱（1H-NMR）对其化学结构进行表征;沉淀离心纯化法对标记的透明质酸进行分离纯化;小瓶翻转法验证凝胶的形成;MTT法研究聚合物材料的细胞毒性;利用放射性小动物活体成像系统研究小鼠体内植入的凝胶的体内稳定性及降解情况;通过抑制肿瘤生长体积和肿瘤组织切片研究131I@PECT-RGD凝胶的体内抗肿瘤效率。结果聚合物PECT-RGD没有细胞毒性;在正常生理体温（37℃）下能够形成稳定的凝胶,并且可以在体内发生自降解;与PBS组相比,注射131I@PECT-RGD凝胶组和131I@PECT凝胶组均呈现较高的抗肿瘤效率,与PBS组比较差异有统计学意义（F=71.968,P < 0.05）;131I@PECT-RGD凝胶组与131I@PECT凝胶组比较,抗肿瘤效率之间的差异也具有统计学意义（t=7.276,P < 0.05）;3组小鼠体重差异无统计学意义（F=3.878,P > 0.05）;HE染色结果显示,注射PBS组的肿瘤组织仅出现小部分坏死,注射131I@PECT凝胶组的肿瘤组织大部分坏死,注射131I@PECT-RGD凝胶组的肿瘤组织基本坏死。结论131I@PECT-RGD凝胶能够原位注射到肿瘤组织,具有良好的生物相容性、自降解性和抗肿瘤效果,是一种非常有应用前景的肿瘤局部放疗方法。     

噬菌体展示技术在分子核医学中的应用

噬菌体展示技术是研究分子间多种作用的技术,它能够在机理尚未明确的情况下研究蛋白质与蛋白质、蛋白质与多肽、蛋白质与核酸的相互作用,这种技术的一个关键优势是,它可以研究分子间的直接联系,得到不同亲和力的分子,一次性实现高效筛选多肽的目的。近年来随着噬菌体展示技术的成熟,该技术被广泛应用于生命科学研究的不同领域,如：单克隆抗体制备、多肽筛选、疫苗研制、基因治疗及细胞信号转导研究等。该文综述了噬菌体展示技术在分子核医学相关研究中的运用。     

抗人纤维蛋白噬菌体单链抗体库的构建和鉴定

目的应用噬菌体展示技术构建抗人纤维蛋白单链抗体(scFv)文库,筛选高亲和力抗人纤维蛋白scFv并进行鉴定。方法利用人纤维蛋白免疫小鼠,分别扩增小鼠VH和VL基因,经重叠延伸聚合酶链反应(PCR)将VH和VL基因拼接成scFv基因,SfiⅠ/NotⅠ双酶切克隆入pCANTAB 5E噬菌粒载体,转化E.coli TG1构建成库,采用人纤维蛋白原对抗体库进行负筛选,人纤维蛋白进行正筛选,酶联免疫吸附分析(ELISA)检测阳性克隆的抗原特异性并进行测序分析。结果构建了库容为8.7×106的抗人纤维蛋白scFv库,ELISA测定显示scFv具有较高的抗原特异性;抗人纤维蛋白scFv基因序列长732 bp,编码244个氨基酸,VH和VL基因均有明确的3个互补决定区和4个骨架区。结论成功构建了抗人纤维蛋白scFv文库,并筛选到高亲和力的抗人纤维蛋白scFv,为新型血栓显像剂的开发奠定了实验基础。     

新型多肽聚酰胺-胺型靶向药物载体的载药性能及细胞吸收和毒性

背景：前期研究通过噬菌体展示体内筛选方法获得了一条NCI-H460非小细胞肺癌特异结合的多肽（Lung cancer targetingpe ptide,LCTP）,将该多肽与修饰的聚酰胺-胺型（Polyamidoamine,PAMAM）树枝状高分子材料连接制备了纳米靶向药物载体PAMAM-Ac-FITC-LCTP,该载体在体内外对非小细胞肺癌NCI-H460具有很好的靶向性。目的：在前期研究基础上,进一步研究PAMAM-Ac-FITC-LCTP靶向载体对阿霉素的包埋、释放及其细胞吸收和毒性性能。方法：以筛选到的多肽LCTP为靶向剂,构建了PAMAM-Ac-FITC-LCTP靶向载体。采用物理包埋法将PAMAM-Ac-FITC-LCTP与阿霉素连接,通过体外透析实验观察载体对药物的缓释功能,共聚焦显微镜观察细胞对药物的吸收。以游离阿霉素作为对照,MTT法观察载体载药后对NCI-H460细胞的作用。结果与结论：PAMAM-Ac-FITC-LCTP对阿霉素的最大包埋率为7.46%。载体对药物具有明显的缓释作用,离子浓度、pH和温度对药物的释放具有影响,说明PAMAM-Ac-FITC-LCTP主要是通过静电相互作用与阿霉素结合。PAMAM-Ac-FITC-LCTP/阿霉素短时间内较单独药物更高效进入NCI-H460细胞,而复合物24h的细胞毒性与阿霉素对细胞的毒性基本一致。以上结果说明PAMAM-Ac-FITC-LCTP可能是一个肿瘤治疗和诊断中很有用的药物靶向传输载体。