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A preliminary study of imaging paclitaxel-induced tumor apoptosis with 99Tcm-his10-annexin v

Chinese Medical Journal 2013年第15期126卷 2928-2933页

作者： ZHENG Yu-min WANG Feng FANG Wei HUA Zi-chun WANG Zi-zheng MENG Qing-le YAN Jue Department of Nuclear Medicine China-Japan Friendship HospitalBeijing 100029 China Department of Nuclear Medicine Nanjing First Hospital affiliated to Nanjing Medical University Nanjing Jiangsu 210006 China Department of Nuclear Medicine Cardiovascular Institute and Fuwai Hospital Chinese Academy of Medical Sciences Beijing 100037China The State Key Laboratory of Pharmaceutical Biotechnology Nanjing University Nanjing Jiangsu 210093 China

Backgroud in tumors the process of apoptosis occurs over an interval of time after chemotherapy, it is important to determine the best time for detecting apoptosis by in vivo imaging. In this study, we evaluated the dynamics and feasibility of imaging non-small cell lung cancer （NSCLC） apoptosis induced by paclitaxel treatment using a 99Tcm-labeled annexin v recombinant with ten consecutive histidines （hislo-annexin v） in a mouse model. Methods 99Tcm-his10-annexin v was prepared by one step direct labeling; radio-chemical purity （RCP） and radio-stability was tested. The binding of 99Tcm-his10-annexin v to apoptotic cells was validated in vitro using camptothecin-induced Jurkat cells. In vivo bio-distribution was determined in mice by dissection. The human H460 NSCLC tumor cell line （H460） tumor-bearing mice were treated with intravenous paclitaxel 24, 48 and 72 hours later. 99Tcm-his10-annexin v was injected intravenously, and planar images were acquired at 2, 4 and 6 hours post-injection on a dual-head gamma camera fitted with a pinhole collimator. Tumor-to-normal tissue ratios （T/NT） were calculated by ROI analysis and they reflected specific binding of 99Tcm-his10-annexin v. Mice were sacrificed after imaging. Caspase-3, as the apoptosis detector, was determined by flow cytometry, and DNA fragmentation was analyzed by the terminal deoxynucleotidytransferase mediated dUTP nick-end labeling （TUNEL） assay. Nonspecific accumulation of protein was estimated using bovine serum albumin （BSA）. The imaging data were correlated with TUNEL-positive nuclei and caspase-3 activity. Results 99Tcm-his10-annexin v had a RCP 〉98% and high stability 2 hours after radio-labeling, and it could bind to apoptotic cells with high affinity. Bio-distribution of 99Tcm-his10-annexin v showed predominant uptake in kidney, relatively low uptake in myocardium, liver and gastrointestinal tract, and rapid clearance from blood and kidney was observed. The TINT was significantly increased after pa

关键词： his10-annexin v apoptosis non-small cell lung cancer

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～（99）Tc～m-his10-annexin v探测非小细胞肺癌凋亡的实验研究

～（99）Tc～m-His10-Annexin V探测非小细胞肺癌凋亡的实验研究

引用

作者：郑玉民苏州大学

学位级别：硕士

目的：探讨Tc直接标记带有10个连续组氨酸的磷脂结合蛋白(annexin v)重组体(his10-annexin v)的可行性，研究其在正常小鼠体内的生物分布和药代动力学;探讨Tc-his10-annexin v及单光子发射计算机断层显像(SPECT)探测非小细胞肺癌(NSCLC... 详细信息

目的：探讨Tc直接标记带有10个连续组氨酸的磷脂结合蛋白(annexin v)重组体(his10-annexin v)的可行性，研究其在正常小鼠体内的生物分布和药代动力学;探讨Tc-his10-annexin v及单光子发射计算机断层显像(SPECT)探测非小细胞肺癌(NSCLC)化疗后肿瘤细胞凋亡的可行性，确定较理想的凋亡显像时间窗;建立一种无创伤性的细胞凋亡体内显像方法，实时监测化疗后肿瘤细胞凋亡程度，早期预测和评价非小细胞肺癌化疗效果，有助于肿瘤患者治疗方案的个体化。方法：直接标记法制备Tc-his10-annexin v，纸色谱法测产物放化纯、胶体含量、体外稳定性及健康小鼠体内的生物分布，DAS2.0软件拟合计算其药代动力学参数。建立荷H460非小细胞肺癌裸鼠模型，分为紫杉醇诱导化疗后24h、48h、72h及未化疗对照组共4组，每组5只。尾静脉注射Tc-his10-annexin v 0.5 mCi(18.5MBq)，2h、4h、6h后行SPECT显像，勾画6h时肿瘤和对侧正常肌肉组织(T／NT)感兴趣区(ROI)，计算T／NT值。将Tc-IgG显像作为对照，以确定肿瘤的非特异性摄取。显像后处死裸鼠，取出肿瘤称重并测定放射性计数，计算每克组织百分注射剂量率(％ID／g)。原位末端标记法(TUNEL)测定肿瘤细胞凋亡指数，流式细胞术(FCM)定量分析活化半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶3(caspase-3)。采用SPSS12.0统计软件，行单因素方差分析，肿瘤组织放射性摄取与活化caspase-3及TUNEL法凋亡指数作直线相关分析。结果：标记产物放化纯可达(98.01±1.67)％，3h后放化纯仍可达(95.45±1.34)％，胶体含量为(3.31±1.37)％。肾脏对该示踪剂摄取最高，且清除缓慢，其次是骨骼，肝、脾、胃肠有少量分布，而脑基本不摄取。血药浓度-时间曲线符合二室模型特征，分布相半衰期(T)为(21.18±5.95)min，清除相半衰期(T)为(69.32±0.10)min。注射后2h即可得到清晰图像，化疗组肿瘤部位可见明显的放射性浓聚，随时间延长越来越浓，化疗后24h、48h、72h组6h的T／NT分别为2.63±0.76、3.41±0.90、3.85±0.62，对照组T／NT为1.42±0.19，明显低于化疗组(P＜0.01)。化疗后24h、48h、72h肿瘤组织放射性摄取分别为(2.55±0.73)％ID／g、(3.60±1.09)％ID／g、(3.73±0.97)％ID／g，对照组肿瘤仅有少量放射性摄取，肿瘤放射性摄取为(1.09±0.18)％ID／g，明显少于化疗组(P＜0.01)。Tc-IgG显像示，化疗组和对照组肿瘤部位均未见明显放射性浓聚，T／NT分别为1.53±0.26、1.31±0.12(P=0.132＞0.05)，肿瘤组织摄取分别为(1.19±0.12)％ID／g、(1.13±0.14)％ID／g(P=0.480＞0.05)。对照组活化caspase-3为(3.70±0.74)％，紫杉醇诱导化疗后，大量caspase-3被激活，24h、48h、72h化疗诱导组分别为(23.46±2.23)％、(62.85±6.13)％、(70.44±6.09)％，三个化疗诱导组和未治疗组相比均有显著性差异(P＜0.01)。活化caspase-3同T／NT具有很好的相关性(r=0.847，P＜0.01);与肿瘤放射性摄取亦有良好的相关性(r=0.774，P＜0.01)。对照组肿瘤组织HE染色和TUNEL法可见数个散在凋亡小体，细胞轮廓完整包绕核碎片。化疗诱导后24h发生了片状或多灶性的细胞凋亡，HE染色见大量的核碎片、核固缩，TUN-EL示大量黄染的凋亡细胞;48h，大片细胞发生凋亡;72h，绝大部分细胞已发生凋亡，仅血管腔周围有部分细胞存活，少量细胞出现核分裂相。对照组凋亡指数为(3.31±0.61)％，24h、48h、72h化疗诱导组凋亡指数分别为(32.90±6.64)％、(70.42±7.54)％、(83.23±9.71)％，化疗诱导组与对照组凋亡指数均有显著性差异(P＜0.01)。TUNEL法凋亡细胞数同T／NT具有很好的相关性(r=0.833，P＜0.01);同肿瘤摄取放射性摄取亦有很好相关性(r=0.850，P＜0.01)。结论：his10-annexin v易于Tc直接标记，方法简便，体内、外稳定性较好，主要通过肾脏排泄，肝、脾摄取较低。非小细胞肺癌紫杉醇化疗后Tc-his10-annexin v凋亡显像较理想的时间窗为48-72h，给药后2h即可得到清晰图像，可早期探测非小细胞肺癌化疗后细胞凋亡，并与FCM活化caspase-3及TUNEL法细胞凋亡指数呈直线相关。his10-Ann

关键词： his10-annexin v 凋亡显像生物分布 99Tcm 非小细胞肺癌

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