南京醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院/江蘇省原子醫(yī)學(xué)研究所創(chuàng)新藥物研究中心近日報(bào)道了兩種靶向天冬酰胺內(nèi)肽酶的放射性氟標(biāo)記探針(18F-2和18F-3)，并將它們用于對腫瘤中的天冬酰胺內(nèi)肽酶活性進(jìn)行正電子發(fā)射斷層掃描成像（PET），成果發(fā)表在2020年第92期的《Analytical Chemistry》上。

圖1.文章首頁截圖

天冬酰胺內(nèi)肽酶的過度表達(dá)與腫瘤的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。PET成像因其高靈敏度、高分辨率等固有特性，已成為早期診斷、治療反應(yīng)預(yù)測和監(jiān)測的有效影像技術(shù)。盡管PET具有理想的固有特性來成像這種酶活性，利用PET對天冬酰胺內(nèi)肽酶活性進(jìn)行分子成像的報(bào)道很少。智能自組裝系統(tǒng)因小分子探針的細(xì)胞膜穿透和在靶點(diǎn)部位被激活后形成納米粒子良好的腫瘤滯留，可以用作通過增強(qiáng)探針在靶組織中的積累來改善成像對比度的平臺；并且已證明放射性示蹤劑與親水性且?guī)ж?fù)電荷的標(biāo)記物結(jié)合可降低肝臟中放射性的積累，腫瘤中示蹤劑的吸收卻沒有顯著降低，使探針具有高特異性和靈敏度。

圖2.文章圖片摘要

本研究設(shè)計(jì)了兩個靶向天冬酰胺內(nèi)肽酶的放射性氟標(biāo)記探針(18F-2和18F-3)和一個對照探針(18F-1)，通過一步18F離子交換標(biāo)記方法，探針的放射化學(xué)產(chǎn)率 (RCY>60%)和放射化學(xué)純度(RCP>99%)均很高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，探針18F-2和18F-3對天冬酰胺內(nèi)肽酶活性和還原性環(huán)境表現(xiàn)出較高的響應(yīng)性，它們在天冬酰胺內(nèi)肽酶活性過表達(dá)的結(jié)腸癌HCT116細(xì)胞中攝取效率也十分相似，而對照型探針18F-1則無響應(yīng)聚集功能，因而所設(shè)計(jì)的分子探針(18F-2和18F-3)具有良好的特異性識別能力與自組裝效果。

圖3.探針酶響應(yīng)自組裝

用于腫瘤中天冬酰胺內(nèi)肽酶活性的PET顯像，探針18F-2和18F-3可以作為小分子穿透細(xì)胞膜，然后以自組裝納米粒子的形式聚集在腫瘤組織中，從而放大和延長信號，通過PET成像對腫瘤中的天冬酰胺內(nèi)肽酶活性進(jìn)行非侵入性的可視化。在放射性示蹤劑中引入HEHEHE標(biāo)記可減少肝臟蓄積，而不影響腫瘤攝取。另外，共注射策略(18F-2 + 2和18F-3 + 3)使腫瘤攝取顯著增加，信噪比顯著提高。結(jié)果表明，18F-3在監(jiān)測天冬酰胺內(nèi)肽酶在腫瘤中的表達(dá)水平和評價該藥物對天冬酰胺內(nèi)肽酶過表達(dá)的相關(guān)疾病的療效方面具有很大的應(yīng)用潛力。

圖4. HCT116荷瘤小鼠probe18F-3的microPET成像研究

江蘇省原子醫(yī)學(xué)研究所/南京醫(yī)科大學(xué)林建國教授和謝敏浩教授為文章的共同通訊作者，邱玲博士、李茜碩士、呂高超博士為文章共同第一作者，鹿特丹大學(xué)醫(yī)學(xué)中心放射與核醫(yī)學(xué)系Yann Seimbille教授等參與了本研究。

參考文獻(xiàn)：

Ling Qiu. et al. Radiofluorinated Smart Probes for Noninvasive PET Imaging of Legumain Activity in Living Subjects. Analytical Chemistry. Anal. Chem. 2020, 92, 11627?11634.

文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.0c01253

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