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

圖1.文章首頁截圖

天冬酰胺內肽酶的過度表達與腫瘤的增殖、侵襲和轉移密切相關。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、治療反應預測和監測的有效影像技術。盡管PET具有理想的固有特性來成像這種酶活性，利用PET對天冬酰胺內肽酶活性進行分子成像的報道很少。智能自組裝系統因小分子探針的細胞膜穿透和在靶點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帶負電荷的標記物結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

本研究設計了兩個靶向天冬酰胺內肽酶的放射性氟標記探針(18F-2和18F-3)和一個對照探針(18F-1)，通過一步18F離子交換標記方法，探針的放射化學產率 (RCY>60%)和放射化學純度(RCP>99%)均很高。實驗結果表明，探針18F-2和18F-3對天冬酰胺內肽酶活性和還原性環境表現出較高的響應性，它們在天冬酰胺內肽酶活性過表達的結腸癌HCT116細胞中攝取效率也十分相似，而對照型探針18F-1則無響應聚集功能，因而所設計的分子探針(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.探針酶響應自組裝

用于腫瘤中天冬酰胺內肽酶活性的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肽酶活性進行非侵入性的可視化。在放射性示蹤劑中引入HEHEHE標記可減少肝臟蓄積，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。結果表明，18F-3在監測天冬酰胺內肽酶在腫瘤中的表達水平和評價該藥物對天冬酰胺內肽酶過表達的相關疾病的療效方面具有很大的應用潛力。

圖4. HCT116荷瘤小鼠probe18F-3的microPET成像研究

江蘇省原子醫學研究所/南京醫科大學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，鹿特丹大學醫學中心放射與核醫學系Yann Seimbille教授等參與了本研究。

參考文獻：

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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