18F-FDGly-NH-Phe的細胞攝取機制研究及臨床前生物學評價.pdf

1、背景：
　　葡萄糖類似物[18F]-氟代脫氧葡萄糖(18F labeled2-fluoro-2-deoxy-D-glucose，18F-FDG)是目前臨床上應用最廣泛、不可替代的腫瘤葡萄糖代謝型的PET顯像劑。然而18F-FDG在以葡萄糖代謝為能量底物的腦腫瘤顯像、腫瘤與炎癥的鑒別診斷等方面的臨床應用中仍存在一些局限性，為了提高診斷的靈敏度和特異性，課題組前期已經(jīng)成功合成了一種新型糖胺類分子探針——18F-氟代-脫氧葡糖對氨基苯丙

2、氨酸胺
　　(18F-FDGly-NH-Phe)作為新的顯像劑用于腫瘤多重代謝PET顯像研究，理論上可以與葡萄糖轉(zhuǎn)運體和氨基酸轉(zhuǎn)運體均特異性結(jié)合，即具有雙重靶向性。本研究將進一步對新探針的生物學特性進行探索。
　　目的：
　　1.體外細胞水平：觀察分子探針18F-FDGly-NH-Phe的攝取特性并與18F-FDG進行初步比較；探討新探針的攝取機制，明確該分子探針的雙靶向性、氨基酸轉(zhuǎn)運通道的驗證以及是否參與蛋白質(zhì)的合成

3、。
　　2.活體動物模型水平：研究分子探針18F-FDGly-NH-Phe在模型昆明鼠體內(nèi)的生物分布及PET/CT顯像特點，并與18F-FDG的PET/CT圖像結(jié)果比較。方法：
　　本研究分兩大部分，第一部分為體外細胞水平。主要包括3項研究：
　　1.細胞攝取特性的研究：測定不同共培養(yǎng)時間下，18F-FDG及18F-FDGly-NH-Phe在Hep-2細胞的攝取及洗脫率，評價新型分子探針與18F-FDG的差異及相似性。

4、
　　2.細胞攝取機制探討：通過單獨及同時封閉潛在轉(zhuǎn)運通道驗證18F-FDGly-NH-Phe是否具有雙靶向性，并明確氨基酸主導轉(zhuǎn)運途徑通道。
　　3.分子探針18F-FDGly-NH-Phe體外穩(wěn)定性以及脂溶性。
　　第二部分研究內(nèi)容主要是完成活體內(nèi)不同模型小鼠的PET/CT顯像，初步評價圖像特征，與18F-FDG PET/CT顯像結(jié)果進行比較并進行生物學分布特征檢測。
　　結(jié)果：
　　1.喉癌Hep-2

5、細胞在80min攝取18F-FDGly-NH-Phe達到最大攝取率為9.33±0.19％，較18F-FDG攝取率低。
　　2.18F-FDGly-NH-Phe與Hep-2共培養(yǎng)，分別加入2-DG和/或苯丙氨酸，當2-DG濃度為100μM時，對18F-FDGly-NH-Phe的抑制率為45.66±1.92%，當2-DG濃度增加（200μM及300μM），2-DG對18F-FDGly-NH-Phe的抑制率并未顯著增加，表明100μM的

6、2-DG已達到抑制平衡；苯丙氨酸對18F-FDGly-NH-Phe的抑制率隨著苯丙氨酸濃度的增加而加大，當苯丙氨酸濃度為300μM時，對18F-FDGly-NH-Phe的抑制率為76.77±5.49%；當2-DG與苯丙氨酸一同存在于Hep-2細胞培養(yǎng)環(huán)境時，隨著2-DG與苯丙氨酸濃度的增加（100μM，200μM及300μM），對喉癌Hep-2細胞攝取18F-FDGly-NH-Phe的抑制率增上升，分別為69.61±5.67%，73.4

7、3±2.14%，79.25±2.33%。
　　3.在100μM2-DG封閉葡萄糖轉(zhuǎn)運通道的含Na+的PBS體系中，分別加入三種不同的氨基酸轉(zhuǎn)運體抑制劑（BCH，MeAIB，絲氨酸）后，對18F-FDGly-NH-Phe的抑制率分別為76.95±7.70%；69.53±2.66%；76.19±0.72%。而在不含Na+的膽堿體系中，并沒有明顯抑制。證實18F-FDGly-NH-Phe的攝取主要通過Na+依賴型B0,+系統(tǒng)，A系統(tǒng)，A

8、SC系統(tǒng)。
　　4.腫瘤/炎癥比率：18F-FDGly-NH-Phe(4.56±1.31)>18F-FDG(1.24±0.16)；P＜0.05。表明18F-FDGly-NH-Phe對腫瘤有較高的特異性。
　　5.在體內(nèi)競爭實驗S180腫瘤模型小鼠的PET/CT顯像結(jié)果表明：2-DG或苯丙氨酸及2-DG+苯丙氨酸均使腫瘤部位幾乎不顯影，體內(nèi)證實新探針具有雙重代謝途徑。
　　結(jié)論：
　　1.18F-FDGly-NH-

9、Phe新型分子探針體外穩(wěn)定性極佳，且為水溶性。
　　2.18F-FDGly-NH-Phe的體外實驗表明該探針具有腫瘤相對特異靶向性，且為雙靶向性，即可以同時特異性靶向細胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白和氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白。
　　3.在氨基酸轉(zhuǎn)運途徑中，18F-FDGly-NH-Phe通過Na+依賴型B0,+系統(tǒng)，A系統(tǒng)， ASC系統(tǒng)進入細胞。且18F-FDGly-NH-Phe只涉及氨基酸的轉(zhuǎn)運，幾乎不參與蛋白質(zhì)的合成。
　　4.在體