精子蛋白17靶向肿瘤体内成像研究

摘要

分子影像学是利用现有的成像技术早期发现疾病的分子变异,也可以利用特异探针无创性地检测,从而在细胞与分子水平上评估被治疗靶目标的效果。实现真正意义上的分子影像学技术的三大要素为分子探针、信号放大和高灵敏探测仪。分子影像学利用分子探针→插入人体细胞内→遇到特定基因产物或特定分子时→发射信号→PET、MRI、CT、光学成像仪或红外线记录其信号→显示图像。
　　 精子蛋白17(sperm protein17,Sp17)正常表达在人睾丸中的精母细胞、精子细胞以及成熟精子,在多发性骨髓瘤、卵巢癌等一些临床恶性肿瘤细胞中异常表达,被候选为肿瘤免疫治疗和分子诊断的新靶标。即使正常组织有少量表达,也没有明确的生理功能,而在多种恶性肿瘤组织中异常大量表达,且很少释放到血循环中,是肿瘤活体内显像和生物治疗的理想分子靶点,可以用来作为体内分子影像学诊断和免疫靶向治疗的分子靶标。
　　 在本研究第一部分,我们做了Sp17靶向肿瘤体内外磁共振成像的研究。首先,在偶联剂EDC/NHS作用下,将壳聚糖及硅烷修饰的磁性氧化铁纳米颗粒与纯化的抗Sp17单克隆抗体结合,制备抗Sp17抗体免疫磁性纳米颗粒(immunomagnetic nanoparticles,IMNPS),并用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测了磁纳米探针的免疫活性,结果表明成功实现了抗体与磁性纳米颗粒的偶联,并且IMNPs保持良好的抗体活性。然后,我们通过免疫细胞化学及流式细胞技术检测到肝癌细胞表面有Sp17异常表达,之后用肝癌细胞建立肿瘤动物模型,免疫组织化学证实成功建立表达Sp17蛋白的肿瘤动物模型;最后,将两种Sp17抗体免疫磁性纳米颗粒通过尾静脉注入肿瘤裸鼠体内,通过磁共振成像及普鲁士蓝染色比较靶向效果,结果显示anti-Sp17-CS@MNPs探针在动物磁共振成像MRI中的作用优于anti-Sp17-Silane@MNPs探针,具有更好的特异性。
　　 在本研究的第二部分,我们做了Sp17靶向肿瘤体内近红外成像研究。首先,在偶联剂EDC/NHS作用下,用一种新型生物相容性近红外荧光染料吲哚花菁绿(indocyanine green,ICG)的衍生物ICG-Der-02与Sp17单克隆抗体偶联,形成免疫近红外荧光探针,并用分光光度仪测定了样品的光谱性质及酶联免疫吸附试验(ELISA)检测了近红外荧光探针的免疫活性,结果表明成功实现了抗体与ICG-Der-02近红外染料的偶联,并且保持良好的抗体活性;然后,我们成功建立表达Sp17蛋白的肿瘤动物模型;最后,将荷瘤小鼠分为2组,分别经尾静脉注射免疫近红外荧光探针和游离ICG-Der-02染料,通过近红外成像检测anti-Sp17-ICG-Der-02对肿瘤动物的靶向性,结果证实anti-Sp17-ICG-Der-02实现了特异的肿瘤靶向,即在肿瘤部位有较强的荧光信号,并且这种信号可以持续到注射后七天。
　　 总之,我们制备了生物活性良好的Sp17探针,成功进行了动物体内成像研究,证实了探针具有较强的肿瘤靶向性,这为进一步开发肿瘤靶向诊断探针及抗体药物具有重要的指导意义。