本文關鍵詞：弗林酶靶向的新型腫瘤PET探針的制備及性能研究

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【摘要】：腫瘤的早期診斷是人類對抗腫瘤的一個重要因素。在腫瘤的診斷技術中,正電子斷層顯像(PET)因其具有早期、靈敏和準確地診斷腫瘤的優(yōu)點而得到了日益廣泛的應用。開發(fā)新型PET探針對于擴展PET的臨床應用非常重要。為獲得較好的PET顯像效果,針對特定靶標設計的PET探針能夠通過靶標識別有效的到達靶向位點,從而增強PET顯像的特異性。本論文設計的PET探針的靶標是弗林蛋白酶(furin),furin是一種重要的內切蛋白酶,在多種腫瘤中表達上升,增加腫瘤侵襲性和生長速度,因此設計靶標為furin的PET探針可以對腫瘤進行早期診斷。本論文設計新型靶向furin的腫瘤PET探針~(18)F-FBCKR,該探針首次將furin靶標識別、酶控納米自組裝技術與PET成像技術相結合,利用一個新型的縮合反應,設計了靶向furin的小分子PET探針。該PET探針~(18)F-FBCKR包含如下幾個功能組成部分:(1)furin靶向基團—RVRR肽鏈用于furin識別剪切;(2)雙硫鍵保護的半胱氨酸(Cys)提供1,2-氨基硫醇和分子中的2-氰基苯并噻唑(CBT)的氰基部分用于縮合反應;(3)賴氨酸(Lys)基團用于連接CBT和Cys,Lys的側鏈ε-氨基上連接~(18)F-FBA基團用于PET顯像。該探針通過腫瘤細胞高表達的furin識別攝取進入細胞,剪切水解后發(fā)生縮合反應繼而自組裝,從而在腫瘤細胞內控制性地合成放射性納米粒子,濃聚放射性活性,用于腫瘤的靶向PET成像。因納米粒子具有大的表面積和表面積與體積比,可以有效地提高生物組織局部的成像劑濃度,提高成像的靈敏性,已成為PET探針的研究熱點之一。本論文設計合成的PET探針具有高度靶向性和智能組裝功能,從而克服了普通納米粒子合成難、攝取率低、靶向性差等問題。首先進行標記前體CKR和無放射性的冷化合物FBCKR的合成。合成方法簡便直接,用制備高效液相分離得到純品,進行核磁、質譜等化學結構確證。為驗證furin控制的酶切和自組裝性能,利用冷化合物FBCKR進行體外納米粒子制備。將FBCKR和furin在緩沖液中37℃共孵育,通過HPLC分離出產(chǎn)物,進行質譜驗證。HPLC圖譜中的峰確證為FBCKR的酶切和縮合產(chǎn)物---二聚體,該條件下的酶切反應2h即完成且這種二聚物直到8小時都穩(wěn)定。將上述培養(yǎng)液直接進行SEM和TEM,SEM圖里平均納米直徑為207±99nm,TEM里平均納米直徑為182±70nm。進行了~(18)F標記合成~(18)F-FBCKR。在多功能合成模塊上全自動合成了~(18)F-SFB,再與標記前體CKR進行反應,采用HPLC制備分離。進行了合成條件的優(yōu)化,最佳的反應pH值為7.2,反應溫度為50℃,反應時間為0.5h。~(18)F-FBCKR的質檢結果表明該產(chǎn)品符合注射用藥的要求;穩(wěn)定性實驗結果表明37℃時~(18)F-FBCKR在生理鹽水和血清中直到5h都穩(wěn)定。進行細胞實驗來驗證~(18)F-FBCKR和FBCKR的細胞性能。首先進行western blot實驗來驗證MDA-MB-468細胞的furin表達水平,LoVo細胞作為空白對照,結果顯示MDA-MB-468有較強的furin表達(31.2%的β-actin)而LoVo的furin表達很弱(10.4%),證明MDA-MB-468適用于本實驗。接著驗證了FBCKR的生物相容性,MTT實驗結果顯示化合物對細胞毒性較低。然后將FBCKR與MDA-MB-468腫瘤細胞在37℃共同培養(yǎng)進行了細胞顯像實驗,結果證明了FBCKR攝取進入細胞后被furin剪切縮合形成了含有熒光素結構的縮合產(chǎn)物,且產(chǎn)物的位置就在furin的位置(高爾基體)上,并且用高倍電鏡直接觀察到納米粒子的生成。~(18)F-FBCKR和MDA-MB-468細胞共培養(yǎng)進行的攝取實驗顯示培養(yǎng)60min后,細胞攝取即達到平衡,攝取率為22.2%,說明~(18)F-FBCKR的細胞攝取能力較好。~(18)F-FBCKR的細胞洗出實驗結果表明,不加FBCKR組和細胞共同培養(yǎng)120min后僅有13.1±1.2%的放射性保留,而加5、25、50μM FBCKR組的放射性保留率分別達到20.3±4.2%,28.5±1.4%,32.1±0.9%。洗出實驗結果表明FBCKR的加入可以增加化合物的化學量,飽和細胞內的游離Cys從而保證自組裝的順利進行形成放射性納米粒子,增加放射性保留率。最后進行了~(18)F-FBCKR的Micro-PET顯像實驗。~(18)F-FBCKR和FBCKR共注射進行了MDA-MB-468腫瘤裸鼠的不同時間點MicroPET掃描,同時設立單注射~(18)F-FBCKR組作為對照。~(18)F-FBCKR組在30和60min腫瘤可見但衰減很快,而共注射組在30-360min腫瘤均清晰可見。放射性數(shù)據(jù)分析顯示~(18)F-FBCKR和FBCKR共注射組的腫瘤攝取分別是~(18)F-FBCKR組的2.5(10 min),3.6(30 min),6.4(60 min),7.9(120 min),8.2(240 min)和6.5倍(360 min)。這些結果顯示~(18)F-FBCKR有很好的體內腫瘤攝取率,但~(18)F-FBCKR和FBCKR共注射有更好的腫瘤攝取和更慢的放射性衰減,進一步證明了FBCKR的加入促進了化合物在腫瘤區(qū)域的自組裝和放射性納米粒子的形成,增強PET顯像效果。通過以上的制備和性能研究顯示本論文設計的新化合物~(18)F-FBCKR是有應用前景的PET探針。
【關鍵詞】：弗林酶 PET探針 納米粒子 自組裝
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R730.44;TB383.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-7
• 主要縮略符號說明7-11
• 第一章 緒論11-31
• 1.1 腫瘤的PET診斷11-18
• 1.1.1 腫瘤的早期診斷11-12
• 1.1.2 PET顯像原理12-14
• 1.1.3 PET顯像的應用14-15
• 1.1.4 PET顯像劑15-18
• 1.2 弗林酶與腫瘤18-22
• 1.2.1 Furin簡介18-20
• 1.2.2 Furin的生物學功能20-21
• 1.2.3 Furin與腫瘤21
• 1.2.4 Furin抑制劑用于腫瘤治療21-22
• 1.3 納米技術用于腫瘤診斷22-24
• 1.3.1 納米材料概述22
• 1.3.2 納米材料在腫瘤治療和診斷方面的應用22-24
• 1.4 本論文立題依據(jù)、化合物設計及主要研究內容24-31
• 1.4.1 立項依據(jù)24-28
• 1.4.2 本論文新型PET探針的設計28-29
• 1.4.3 研究內容29-31
• 第二章 冷化合物FBCKR的合成31-46
• 2.1 引言31-32
• 2.2 試劑與儀器32-33
• 2.2.1 試劑32
• 2.2.2 儀器32-33
• 2.3 化合物FBCKR的合成33-36
• 2.3.1 Ac-Arg-Val-Arg-Arg-Cys(St Bu)-Lys-OH（肽鏈A）合成33-34
• 2.3.2 CKR的合成34-35
• 2.3.3 SFB的合成35
• 2.3.4 FBCKR的合成35-36
• 2.4 結果與討論36-45
• 2.4.1 肽鏈A的合成36-40
• 2.4.2 反應前體CKR、冷化合物FBCKR的合成及結構表征40-44
• 2.4.3 SFB晶體結構表征44-45
• 2.5 本章小結45-46
• 第三章 體外納米粒子制備以及納米表征46-51
• 3.1 引言46
• 3.2 試劑與儀器46-47
• 3.2.1 試劑46
• 3.2.2 儀器46-47
• 3.3 實驗部分47
• 3.3.1 Furin酶控體外納米粒子制備47
• 3.3.2 納米結構表征47
• 3.4 結果與討論47-50
• 3.4.1 納米粒子制備及HPLC解析47-49
• 3.4.2 納米結構表征49-50
• 3.5 本章小結50-51
• 第四章 ~(18)F-FBCKR的合成51-76
• 4.1 引言51-52
• 4.2 試劑與儀器52-53
• 4.2.1 試劑52
• 4.2.2 儀器52-53
• 4.3 合成過程53-60
• 4.3.1 ~(18)F-FDG合成53-56
• 4.3.2 ~(18)F-SFB合成56-58
• 4.3.3 ~(18)F-FBCKR合成58-60
• 4.4 ~(18)F-FBCKR的質檢及穩(wěn)定性研究60-61
• 4.4.1 pH值測定60
• 4.4.2 氨基聚醚(K222)雜質含量測定60
• 4.4.3 放射性比活度測定60
• 4.4.4 放射化學純度測定60-61
• 4.4.5 穩(wěn)定性研究61
• 4.5 結果與討論61-74
• 4.5.1 ~(18)F-FDG合成61-66
• 4.5.2 ~(18)F-SFB合成66
• 4.5.3 ~(18)F-FBCKR合成及合成條件選擇66-67
• 4.5.4 ~(18)F-FBCKR的質檢及穩(wěn)定性研究結果67-74
• 4.6 本章小節(jié)74-76
• 第五章 ~(18)F-FBCKR和FBCKR的細胞顯像和細胞攝取研究76-89
• 5.1 引言76
• 5.2 試劑與儀器76-77
• 5.2.1 試劑和細胞76
• 5.2.2 儀器76-77
• 5.3 細胞培養(yǎng)77
• 5.3.1 細胞復蘇77
• 5.3.2 細胞傳代77
• 5.4 細胞實驗77-80
• 5.4.1 Western blot實驗77-78
• 5.4.2 FBCKR細胞毒性測定78
• 5.4.3 FBCKR細胞顯像78-79
• 5.4.4 FBCKR細胞納米驗證79
• 5.4.5 ~(18)F-FBCKR細胞攝取實驗79
• 5.4.6 ~(18)F-FBCKR和FBCKR細胞洗脫實驗79-80
• 5.5 結果與討論80-87
• 5.5.1 Western blot實驗結果80-82
• 5.5.2 FBCKR細胞毒性測定結果82-83
• 5.5.3 FBCKR細胞顯像圖及解析83-84
• 5.5.4 FBCKR細胞納米驗證84-85
• 5.5.5 ~(18)F-FBCKR細胞攝取實驗結果85-86
• 5.5.6 ~(18)F-FBCKR和FBCKR細胞洗脫實驗結果86-87
• 5.6 本章小結87-89
• 第六章 ~(18)F-FBCKR和FBCKR的裸鼠Micro-PET顯像研究89-93
• 6.1 引言89
• 6.2 試劑與儀器89
• 6.2.1 動物和試劑89
• 6.2.2 儀器89
• 6.3 荷瘤裸鼠Micro-PET顯像實驗89-90
• 6.3.1 裸鼠MDA-MB-468腫瘤模型的建立89
• 6.3.2 荷瘤裸鼠Micro-PET顯像89-90
• 6.4 結果與討論90-92
• 6.4.1 裸鼠MDA-MB-468腫瘤模型的建立90
• 6.4.2 荷瘤裸鼠Micro-PET顯像結果90-92
• 6.5 本章小結92-93
• 主要結論與展望93-94
• 主要結論93-94
• 展望94
• 本論文創(chuàng)新點94-95
• 致謝95-96
• 參考文獻96-102
• 附錄: 作者在攻讀博士學位期間發(fā)表的論文102

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1 本報記者 李宏乾;自組裝技術：現(xiàn)代化學材料新星[N];中國化工報;2002年

2 記者 常麗君;研究人員發(fā)現(xiàn)自組裝DNA鏈的最佳長度[N];科技日報;2010年

3 本報記者唐茵;“精準”化:為我所需創(chuàng)造新物質[N];中國化工報;2011年

4 ;自組裝高分子微膠囊研究獲重要進展[N];中國高新技術產(chǎn)業(yè)導報;2003年

5 武炳明;原位可控自組裝技術制備出微米炭管[N];中國化工報;2006年

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1 馬鑫;表面活性劑類多肽自組裝材料的研究[D];江南大學;2011年

2 史穎;電荷調控類膠原多肽自組裝及用于治療牙本質敏感的材料[D];清華大學;2011年

3 吳振維;化學驅動陰陽型聚合物微馬達的動態(tài)自組裝研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

4 宋世松;雙親性寡聚苯撐乙炔的合成、自組裝及細胞成像[D];南京郵電大學;2013年

5 劉智鵬;基于膠體顆粒自組裝的高密度鐵電存儲[D];西北大學;2013年

6 張春光;單分散聚合物微球的制備及其原位自組裝[D];濟南大學;2015年

7 唐麗麗;兩親性短肽的自組裝及其應用基礎研究[D];華南理工大學;2012年

8 崔國良;金屬表面超細顆粒自組裝改性及抗結垢性能[D];天津大學;2006年

9 朱進清;DNA自組裝增強信號的生物傳感器研究[D];湖南大學;2011年

10 麻晶晶;DNA自組裝計算模型及其應用[D];陜西師范大學;2012年

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