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受体显像是分子影像的重要方法之一,胰高血糖素样受体(glucagon like peptide-1receptor,GLP-1)在胰岛素瘤细胞表面过度表达,因此GLP-1受体可成为胰岛素瘤的靶向显像及治疗的靶点。Exendin-4是针对GLP-1受体激动剂的类似物,适用于临床研究。本实验拟采用异硫氰酸荧光素(FITC)和放射性核素[131碘(131I)、99m锝(99mTc)和68镓(68Ga)]标记靶向多肽exendin-4,并制备相应的靶向GLP-1受体的分子探针,评价该分子探针的生物学性质,在荷胰岛素瘤裸鼠模型上进行SPECT/CT及micro PET/CT显像,评价其显像效能,从而为后续相应的靶向治疗奠定基础。 目的: 1.选择与GLP-1受体高度特异性结合的exendin-4作为靶向载体。 2.建立131I标记exendin-4的标记方法,观察131I标记多肽在正常小鼠体内的生物分布。 3.利用荧光素FITC标记exendin-4,评价荧光探针对胰岛素瘤细胞的特异性靶向结合作用。 4.建立exendin-4的99mTc标记方法,制备SPECT分子探针99mTc-HYNIC-exendin-4,通过SPECT/CT显像观察其在荷瘤裸鼠动物模型中显像效果。 5.建立68Ga标记exendin-4的标记方法,探讨PET分子探针68Ga-DOTA-exendin-4在荷瘤裸鼠动物模型中的mico PET/CT显像效果。 方法: 1.131I标记exendin-4多肽采取氯胺-T方法标记,利用纸层析法计算标记产物的标记率及放化纯度,测定131I-exendin-4的体外稳定性及脂水分配系数,测定131I-Exendin-4在注射后1、3、6、12和24h在正常小鼠体内的生物分布,对经尾静脉注入131I-exendin-4的小鼠进行SPECT多时相显像,并观察小鼠体内放射性分布变化。 2.利用荧光倒置显微镜、共聚焦显微镜及流式细胞仪观察FITC-Lys40-exendin-4与胰岛素瘤细胞的结合情况。 3.99mTc标记exendin-4多肽采取“两步法”方法进行标记,利用HPLC计算标记率及放化纯度,测定标记物的体外稳定性及脂水分配系数,对经尾静脉注入99mTc-HYNIC-Ahx-Lys40-exendin-4的荷瘤裸鼠模型进行SPECT/CT多时相显像,观察小鼠体内的放射性分布变化及显像效果。 4.制备靶向GLP-1受体的正电子分子探针68Ga-DOTA-Ahx-Lys40-exendin-4,观察在荷瘤裸鼠模型中的micro PET/CT显像效果。 结果: 1.Exendin-4的131I标记率在85%以上,放化纯度大于97%,131I-exendin-4在人血清和生理盐水中仍保持较好的体外稳定性,131I-exendin-4的脂水分配系数为-1.002。正常小鼠静脉注入131I-exendin-4后,双肾的放射性分布明显较其他组织器官的放射性增高,1h和12h肾脏的每克组织百分注射剂量率(%ID/g)分别为(51.54±13.59)%ID/g和(11.61±0.94)%ID/g,胃、肺的摄取相对较高,3h后除肾脏外的其他各脏器的放射性均较快下降。正常小鼠静注131I-exendin-4后的SPECT多时相显像示随着时间的延长,双肾及膀胱的放射性浓聚增加,而其他器官未见明显放射性分布。 2.荧光倒置显微镜及共聚焦实验表明FITC-Lys40-exendin-4与胰岛素瘤细胞的结合主要在细胞膜上。将不同浓度梯度(0nmol/100μl、0.01953125nmol/100μl、0.0390625nmol/100μl、0.078125nmol/100μl、0.15625nmol/100μl、0.3125nmol/100μl、0.625nmol/100μl、1.2nmol/100μl、2.5nmol/100μl、5nmol/100μl、10nmol/100μl、20nmol/100μl)的FITC-Lys40-exendin-4分别和胰岛素瘤Rin-m5f细胞孵育,流式细胞试验结果表明,Rin-m5f细胞能够摄取荧光多肽FITC-Lys40-exendin-4,且荧光多肽与Rin-m5f细胞的结合随着荧光多肽的浓度增加而增多,当荧光浓度达到5nmol/100ul时,细胞摄取荧光多肽的荧光强度达到饱和。 3.成功合成99mTc-HYNIC-Ahx-Lys40-exendin-4,标记率在95%以上,HPLC分析标记产物峰单一,与未标记前的多肽出峰位置基本相同,室温下仍保持较好的体外稳定性,99mTc-HYNIC-Ahx-Lys40-exendin-4脂水分配系数为-0.32。荷胰岛素瘤裸鼠模型经尾静脉注射放射性标记物后2h、4h、6h进行SPECT/CT显像,结果证实在4h肿瘤对标记多肽摄取达到高峰,标记多肽主要经泌尿系统排泄;竞争抑制实验结果显示在预先注射过量exendin-4后,再经尾静脉注射标记多肽后,肿瘤部位未见放射性分布,双肾见大量放射性浓聚,全身其他部位放射性分布较低。 4.成功合成68Ga-DOTA-Ahx-Lys40-exendin-4,HPLC分析标记产物峰单一,与未标记前的多肽出峰位置基本相同,标记产物具有良好的稳定性,脂水分配系数-2.23。荷胰岛素瘤裸鼠模型经尾静脉注射放射性标记物后30min、1h和2h进行Micro PET/CT显像,结果证实移植肿瘤可摄取68Ga-DOTA-Ahx-Lys40-exendin-4,在1h时显像效果最佳;竞争抑制实验结果显示在预先注射过量exendin-4后,移植肿瘤对68Ga-DOTA-Ahx-Lys40-exendin-4的摄取几乎没有。 结论: 1.131I标记exendin-4的标记率较高(大于85%),体外稳定性良好,131I-exendin-4为水溶性物质,可通过泌尿系统排泄,体内分布比较理想。 2.荧光倒置显微镜及共聚焦实验表明FITC-Lys40-exendin-4与胰岛素瘤细胞的结合主要在细胞膜上;流式细胞试验证明荧光多肽FITC-Lys40-exendin-4与细胞膜上GLP-1受体的结合具有饱和性。 3.成功合成99mTc-HYNIC-Ahx-Lys40-exendin-4和68Ga-DOTA-Ahx-Lys40-exendin-4,荷瘤裸鼠模型的SPECT/CT及micro PET/CT显像结果证实放射性标记多肽能特异性的靶向胰岛素瘤。