PET活体内显像脑AchE活性-显像药物[11C]MP4A的合成、生物学评价及其动物PET显像方法的建立

摘要

第一部分
　　 乙酰胆碱酯酶活性的PET显像剂-[11C]MP4A的制备
　　 目的:合成能反映脑乙酰胆碱酯酶活性的PET显像剂[11C]4-乙酰氧基-N-甲基哌啶(11C]MP4A)的前体4-乙酰氧基哌啶(P4A);制备[11C]MP4A。方法:合成前体P4A。利用[11C]碘代甲烷合成模块合成的[11C]碘代甲烷([11C]CH3I)直接与P4A反应制备[11C]MP4A,或将[11C]CH3I通过三氟甲基磺酸银柱转化为[11C]-三氟甲基磺酸甲烷([11C]-Triflate-CH4)后再与P4A反应制备[11C]MP4A。结果:P4A化学纯度达99％以上。采用[11C]-Triflate-CH3制备的[11C]MP4A放化纯＞98％,轰击结束后(EOB)放射合成时间为20分钟,校正衰变后产率为40％-55％。
　　 结论:采用[11C]-Triflate-CH3制备的[11C]MP4A放化纯度高,产率高。
　　 第二部分
　　 脑乙酰胆碱酯酶活性的PET显像剂-[11C]MP4A在大鼠体内分布的研究
　　 目的:研究脑乙酰胆碱酯酶活性的正电子断层扫描(PET)诊断显像剂[11C]4-乙酰氧基-N-甲基哌啶([11C]MP4A)在大鼠体内的摄取和分布。方法:正常雌性SD大鼠按注射后5、15、25、35、45、60分钟时间点分组,尾静脉注射[11C]MP4A后断头处死动物,迅速取血,分离脏器和脑(大脑皮层、小脑和脑干),用自动γ放射性计数仪测定11C计数后称重。计算经衰变校正后不同时间点各脏器放射性摄取率,以％ID/g表示。结果:一次剂量的[11C]MP4A静脉注射后,血中的放射性活性在5分钟时％ID/g为13.44±1.88,清除迅速,60分钟时接近于基线水平。各脏器组织[11C]MP4A的摄取15-25分钟达到稳态。注射[11C]MP4A5分钟时大脑皮层放射性活性％ID/g为2.26±0.29。脑内各区域的摄取在注射后15-25分钟达到稳态。皮层的平均％ID/g大于小脑,两者比值范围为1.13-2.08。60分钟时小脑、脑干和皮层的％ID/g与其最高峰摄取的％ID/g相比分别下降了77％、8096和40％,皮层放射活清除最慢。结论:[11C]MP4A血中清除迅速。脑中各区域摄取在短时达到稳态,提示[11C]MP4A有较好的脂溶性透过血脑屏障。皮层摄取相对小脑高,清除慢,因此[11C]MP4A能更好反映皮层乙酰胆碱酯酶活性,适合作为脑乙酰胆碱酯酶活性的PET诊断显像剂。
　　 第三部分
　　 [11C]MP4A的临床前评估-PET活体显像转基因痴呆小鼠、老龄小鼠及猕猴的脑乙酰胆碱酯酶活性
　　 目的:用脑乙酰胆碱酯酶活性的正电子断层扫描(PET)诊断显像剂[11C]4-乙酰氧基-N-甲基哌啶([11C]MP4A)对转基因痴呆小鼠、老龄小鼠及猕猴进行活体PET显像研究。方法:小鼠于尾静脉注射[11C]MP4A后,腹腔内麻醉小鼠;猕猴经一侧肘静脉麻醉后,于另侧肘静脉静脉注射[11C]MP4A。固定试验动物于扫描床,进行PET/CT扫描并采集图像。测量各感兴趣区域放射性浓度,计算各感兴趣区域放射总量占全身放射总量的百分比值,用％ID表示,比较两组小鼠间及猕猴的PET显像特点。扫描结束后将小鼠断头处死,分离脑(大脑、小脑和脑干),测定11C计数后称重。计算放射性摄取率,用％ID/g表示,比较两组小鼠脑放射性摄取分布特点。结果:PET扫描图像显示两组小鼠脑放射性聚集均对称分布,转基因痴呆鼠脑中放射性聚集较老龄鼠稀疏。转基因小鼠大脑放射性活性平均％ID/g值为1.49,老龄鼠大脑平均％ID/g值为2.62,p=0.025,两组差别有意义。猕猴[11C]MP4A显像脑内皮层下摄取最明显,对称分布,皮层也有中等度放射聚集,放射显像清晰。结论:[11C]肝4A在小鼠和正常猕猴脑放射显像图像清晰,对称分布浓聚于皮层下,与脑乙酰胆碱酯酶活性的组化分布一致。[11C]MP4APET可以活体显像脑乙酰胆碱酯酶的活性。