靶向整合素融合蛋白探针的构建及肿瘤成像研究

作     者：焦毅 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：仰大勇

授予年度：2019年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学] 

主      题：分子影像 荧光成像探针 荧光蛋白 磁共振成像 肿瘤成像 

摘      要：分子影像的定义是应用影像学方法对活体状态下的生物学过程进行细胞和亚细胞水平的定性和定量研究。成像探针的设计与开发是开展分子影像研究的前提。借助成像探针可以无创地监测活体的生理变化,对癌症的临床前研究、肿瘤早期诊断、个体化医疗、疗效监测、靶向药物研发都具有重要意义。本论文围绕靶向整合素的融合蛋白探针的构建和成像效果进行一系列研究,主要研究工作归纳如下:第1章中,我们综述了分子影像技术的具体方法和相关研究进展,介绍了蛋白质和多肽在分子影像探针中的应用,并据此提出本文的研究内容。第2章中,设计和构建重组质粒,以红色荧光蛋白m RFP1为主体充当荧光成像模块,在其N端连接RGD4C多肽作为识别整合素?v?3的靶向模块。通过大肠杆菌重组表达系统得到三种融合蛋白成像探针（RGD）_n-m RFP1（n=1,3,5）。第3章中,我们以第2章中制备的（RGD）_n-m RFP1融合蛋白为研究对象,对其荧光性能、靶向成像性能等特性进行了表征。该融合蛋白的荧光性能与单独的m RFP1相近。体外靶向成像性能研究表明该融合蛋白对U87 MG细胞有良好的靶向成像效果,其效果随RGD4C多肽数量的增多而增强,因此选出靶向成像效果最好的（RGD）5-m RFP1进行进一步实验。细胞毒性实验表明,（RGD）5-m RFP1对U87 MG细胞和MCF-7细胞均无毒性。荷瘤小鼠活体成像实验表明,经尾静脉注射的（RGD）5-m RFP1在4 h后富集到肿瘤区域,荧光信号显著增强。这些研究证明,（RGD）5-m RFP1有望成为一种高特异性、高生物相容性的荧光成像探针。第4章中,我们以第3章中的（RGD）5-m RFP1为基础,在C端融合d LBT多肽螯合Gd3+充当磁共振成像模块,得到Gd2-（RGD）5-m RFP1-d LBT,使两者优势互补,实现更好的成像效果,获取更全面的影像信息。研究表明,其保留了m RFP1的荧光成像功能和Gd2-d LBT的磁共振成像功能,从而实现荧光和磁共振的双模态成像,而且其弛豫效率远高于目前临床常用的T1造影剂Gd-DTPA。最后一章我们对本论文进行了总结和展望。我们制备的荧光成像探针和荧光/磁共振双模态成像探针,具有较好的靶向肿瘤能力、荧光成像性能、磁共振成像性能和良好的生物相容性,有望将其应用于癌症的临床前研究、肿瘤早期诊断等生物医学研究领域。