文獻信息

中南大學湘雅二醫(yī)院核醫(yī)學科馬曉偉教授團隊與佛羅里達大學Lina Cui教授團隊合作的研究成果《Novel PET Imaging Probe for Quantitative Detection of Senescence In Vivo》（新型PET成像探針定量檢測體內(nèi)衰老）在藥物放化TOP學術(shù)期刊《Journal of Medicinal Chemistry》（IF 7.3）發(fā)表。平生公司的小動物PET/CT（型號：Super Nova）產(chǎn)品在論文中提供了重要的荷瘤小鼠PET/CT圖像和定量分析。

 該研究的通訊作者為中南大學湘雅二醫(yī)院核醫(yī)學科馬曉偉教授與佛羅里達大學Lina Cui教授。第一作者為中南大學湘雅二醫(yī)院核醫(yī)學科向馨（碩士研究生）、董楚寧（博士研究生）。

文獻背景

摘要：細胞衰老的實時檢測仍然是一個臨床挑戰(zhàn)。在此，作者旨在開發(fā)一種針對衰老相關(guān)β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)的正電子發(fā)射斷層掃描(PET)成像探針，并研究其在體內(nèi)實時定量檢測細胞衰老的性能。獲得穩(wěn)定的PET顯像劑[⁶⁸Ga]Ga-BGal，其標記率為90.0±4.3%，放射化學純度>95%。[⁶⁸Ga]Ga-BGal在體外和體內(nèi)均對β-Gal具有較高的敏感性和特異性，并與β-Gal的濃度和反應(yīng)時間有關(guān)。高表達β-Gal的CT26.CL25腫瘤和阿霉素治療的HeLa腫瘤對探針的攝取更高，而在CT26.WT和未治療的HeLa腫瘤中攝取更低。這一發(fā)現(xiàn)具有將衰老成像轉(zhuǎn)化應(yīng)用于臨床的潛力。

實驗方法

活體PET成像

為了評估[⁶⁸Ga]Ga-BGal的腫瘤攝取和體內(nèi)分布，對CT26.CL25、CT26.WT、DOX治療HeLa以及生理鹽水處理HeLa荷瘤小鼠進行PET成像。小鼠經(jīng)氣體麻醉后，置于PET/CT掃描儀(Super Nova PET/CT, 平生醫(yī)療科技有限公司)上進行CT預(yù)掃描。然后靜脈注射3.7MBq [⁶⁸Ga]Ga-BGal，并立即進行1h動態(tài)PET掃描，結(jié)束后進行CT掃描。并分別在注射后2h和4h進行靜態(tài)PET/CT掃描。通過在腫瘤和其他感興趣的組織(如心臟、肝臟、腎臟和肌肉)上繪制感興趣區(qū)(VOI)進行數(shù)據(jù)分析。

實驗結(jié)果

LacZ(+)荷瘤小鼠體內(nèi)PET顯像。首先對[⁶⁸Ga]Ga-BGal在CT26.CL25和CT26.WT荷瘤小鼠中對β-Gal的識別效能進行評價。動態(tài)成像顯示，與CT26.WT腫瘤相比，CT26.CL25腫瘤顯示出更高的攝取并持續(xù)積累(圖7a,b)。注射4h后,CT26.CL25腫瘤攝取和腫瘤/肌肉攝取比值分別為4.68±0.56%ID/g和7.48±1.74(圖7c)；CT26.WT腫瘤攝取和腫瘤/肌肉攝取比值明顯更低，分別為1.38±0.53%ID/g和1.99±0.32(圖7c)。PET成像與生物分布實驗都表明，兩組小鼠正常器官中探針的生物分布模式相似(圖7)。

圖7: [⁶⁸Ga]Ga-BGal在CT26.WT（a）和CT26.CL25（b）腫瘤小鼠中注射后10min、30min、1h、2h和4h獲得的代表性PET圖像。（紅圈代表腫瘤）（c)探針在心臟、肝臟、腎臟、腫瘤、肌肉以及腫瘤/肌肉中的定量分析。(d)注射4h后探針在CT26.WT和CT26.CL25荷瘤小鼠中的生物分布及腫瘤/肌肉攝取比值。

對化療誘導的腫瘤細胞衰老模型進行體內(nèi)PET成像。與生理鹽水處理的對照組相比，DOX處理的HeLa腫瘤顯示出明顯更高的攝取(圖8a,b)。PET成像定量顯示，注射探針4h時DOX治療的HeLa腫瘤與對照組的腫瘤信號分別為2.58±0.56%ID/g和1.39±0.40%ID/g(圖8c)，腫瘤與肌肉的比值分別為4.50±0.33和2.33±0.28。生物分布實驗進一步驗證了體內(nèi)成像結(jié)果。

圖8: [⁶⁸Ga]Ga-BGal在生理鹽水處理組（a）和DOX治療組（b）腫瘤小鼠中注射后10min、30min、1h、2h和4h獲得的代表性PET圖像。（紅圈代表腫瘤）（c)探針在心臟、肝臟、腎臟、腫瘤、肌肉以及腫瘤/肌肉中的定量分析。(d)注射后4h，探針在生理鹽水處理的HeLa和DOX處理的HeLa荷瘤小鼠體內(nèi)的生物分布及腫瘤/肌肉攝取比值。

文獻結(jié)論

在這項工作中，作者開發(fā)了一種PET成像探針[⁶⁸Ga]Ga-BGal，用于無創(chuàng)、實時定量檢測活體水平的細胞衰老。該探針在體外和體內(nèi)都表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性并能被β-Gal有效識別。重要的是，該探針能對化療誘導的腫瘤細胞衰老進行檢測。課題組正在優(yōu)化探針結(jié)構(gòu)以期提高其特異性并改善其藥代動力學，以實現(xiàn)更加靈敏、特異的衰老活體多模態(tài)成像。

使用設(shè)備

                                                  Super Nova^® Micro PET/CT（III 代外觀圖）