通过靶向磁性纳米探针对肿瘤PD-L1表达的无创磁共振成像的实验研究

作     者：张德景 

作者单位：暨南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陆骊工

授予年度：2020年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 100207[医学-影像医学与核医学] 1002[医学-临床医学] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学] 

主      题：四氧化三铁纳米探针 分子影像 免疫检测点成像 免疫治疗 

摘      要：目的通过合成一种具有免疫检查点PD-L1靶向性的氧化铁（IONPs）磁性纳米颗粒IONPs-PEG-PD-L1靶向探针,利用磁共振对两种PD-L1表达有差异的肿瘤模型进行横断面成像,实现对肿瘤PD-L1表达水平检测从而辅助免疫治疗。方法利用油相法制备大小均匀油酸包裹的Fe3O4,再进一步修饰具有羧基端的PEG转为水相氧化铁纳米颗粒,最后将抗PD-L1靶向抗体偶联到PEG修饰后的氧化铁纳米颗粒上从而制备得到具有靶向性的探针,对所合成的探针进行物理表征检测以及成像观察。通过细胞毒性实验来检验靶向探针对细胞的毒性情况,选择了两种不同PD-L1表达水平的细胞系（PD-L1低表达的4T1乳腺癌细胞系及PD-L1高表达的CT-26结肠癌细胞系）构建细胞及动物模型实验观察探针的摄取及磁共振成像效果差异。在细胞实验上,利用靶向探针分别对两种不同的肿瘤细胞共培养6小时,进行普鲁士蓝染色,再用倒置荧光显微镜进行靶向观察;在动物实验上,通过使用磁共振来对两种PD-L1表达差异的肿瘤模型进行靶向成像观察。研究结果1、IONPs-PEG-PD-L1的物理表征:通过透射电子显微镜对其进行观察显示其大小约为10nm,颗粒大小均一,单分散性良好,形状呈方型。动态光散射显示其水合粒径在25nm附近呈正态分布改变,电位约为-20mv。傅里叶红外（FITC）观察显示PEG修饰后的IONP纳米颗粒的新增特征性吸收波长在1100nm附近。2、探针毒性实验:通过CCK8的细胞毒性实验可以看出IONPs-PEG-PD-L1对4T1、CT26细胞系没有明显毒性,尾静脉注射靶向探针后对小鼠主要器官组织进行HE染色显示,靶向探针对小鼠无明显毒性作用。3、细胞摄取实验:靶向探针在与两种PD-L1表达差异的细胞系4T1及CT26的普鲁士蓝染色可以看出在PD-L1表达高的CT26细胞上染蓝明显较PD-L1表达低的4T1细胞明显。4、磁共振动物成像:IONPs-PEG-PD-L1靶向探针在CT26肿瘤模型的成像信号变化效果较4T1肿瘤模型成像信号变化明显,说明其在动物成像观察肿瘤PD-L1表达差异上具有一定的应用价值。结论本实验合成了一种具有PD-L1主动靶向性的纳米探针,其具有分散性好,无细胞及组织毒性;在细胞层面显示出良好的细胞靶向能力;动物肿瘤模型磁共振成像显示靶向探针在PD-L1表达高的CT26肿瘤模型与PD-L1表达低的4T1肿瘤模型成像有差异,在PD-L1表达高的肿瘤模型上成像效果更为明显,该实验为进一步的实际应用奠定了实验基础。