腫瘤血管生成的MR分子成像與納米氧化鐵的生物學(xué)效應(yīng)研究.pdf

1、在腫瘤血管生成過程中，活化血管內(nèi)皮細(xì)胞整合素表達(dá)明顯上調(diào)。精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）三肽序列能夠特異性識(shí)別整合素αvβ3，構(gòu)建含RGD肽的高特異性MR探針對(duì)腫瘤血管生成進(jìn)行分子成像，可以達(dá)到早期診斷，評(píng)估治療效果及預(yù)測(cè)預(yù)后的目的。本項(xiàng)研究制備了RGD肽標(biāo)記的以聚乳酸（PLA）為包被材料的超小超順磁性氧化鐵（USPIO）(以RGD-PLA-USPIO指代)，并在體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中考察了其檢測(cè)腫瘤血管生成的能力。此外，本研究探討了檸檬

2、酸和右旋糖酐包被的磁性納米粒子標(biāo)記臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞（HUVECs）后，對(duì)其增殖、遷移、侵襲、分化等生物學(xué)行為的影響。具體研究?jī)?nèi)容主要包括以下四個(gè)部分：
　　 第一部分采用改良共沉淀法（乙醇水溶液為溶劑的超聲共沉淀法）制備PLA-USPIO，以透射電鏡(TEM)和傅里葉變換紅外光譜(FTIR)表征，顯示經(jīng)PLA包覆的USPIO呈球形結(jié)構(gòu)，且表面富有羧基，為進(jìn)一步偶聯(lián)配體或其他靶分子提供了條件。PLA-USPIO具有較好的弛豫效能

3、，在T2和T2*圖像可以呈現(xiàn)明顯的信號(hào)改變。將PLA-USPIO靜脈注射后，可以有效的減少網(wǎng)狀巨噬細(xì)胞系統(tǒng)（RES）對(duì)USPIO的攝取，延長(zhǎng)在血液循環(huán)中停留的時(shí)間。通過計(jì)算USPIO注射前后T2*和T2弛豫時(shí)間改變，發(fā)現(xiàn)T2*WI和T2*值的測(cè)量對(duì)USPIO引起的磁場(chǎng)不均一更為敏感。
　　 第二部分將RGD與PLA-USPIO經(jīng)crosslink反應(yīng)偶聯(lián)制備RGD-PLA-USPIO探針。RGD-PLA-USPIO與B16F10

4、、SPC-Al和HUVECs的結(jié)合實(shí)驗(yàn)證明，探針與整合素特異性結(jié)合的能力，并且其結(jié)合的多少與細(xì)胞表達(dá)整合素水平高低相關(guān)。透射電鏡結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了細(xì)胞內(nèi)納米氧化鐵顆粒的存在。RGD-PLA-USPIO與HUVECs孵育后行MR掃描顯示濃度相關(guān)性T2WI信號(hào)降低，提示RGD-PLA-USPIO作為對(duì)比劑所構(gòu)建的MR探針具有應(yīng)用于MR成像的可能性。
　　 第三部分Vx-2腫瘤惡性度高，病理組織學(xué)證實(shí)腫瘤內(nèi)小血管αvβ3整合素表達(dá)強(qiáng)陽(yáng)性

5、，是研究腫瘤血管生成的理想模型。將體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后的RGD-PLA-USPIO探針在Vx-2腫瘤進(jìn)行活體成像，以PLA-USPIO作為對(duì)照，結(jié)果表明RGD-PLA-USPIO可特異性降低Vx-2腫瘤組織T2*WI和T2WI信號(hào)強(qiáng)度，在腫瘤周邊富血管區(qū)域呈點(diǎn)片狀信號(hào)降低。注射RGD-PLA-USPIO前后的T2和T2*弛豫時(shí)間變化量與PLA-USPIO相比有明顯差異，且以T2*值的變化更為敏感。普魯士藍(lán)染色證明腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞見藍(lán)色鐵顆粒存

6、在，病理學(xué)結(jié)果與MR圖像得到相互印證。以上結(jié)果提示RGD-PLA-USPIO有望成為針對(duì)腫瘤血管生成的特異性MR探針。
　　 第四部分在細(xì)胞水平研究了檸檬酸和右旋糖酐包被的氧化鐵納米粒子對(duì)HUVEC細(xì)胞增殖、遷移、侵襲、分化能力的影響，觀察了細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)的改變。結(jié)果顯示兩種不同包被包被材料的氧化鐵納米粒子均可以抑制HUVECs增殖、遷移和侵襲，這種抑制能力呈濃度依賴性，且檸檬酸包被的氧化鐵納米粒子較右旋糖酐包被的氧化鐵納米粒子具

7、有更高的細(xì)胞毒性。氧化鐵納米粒子可以顯著遏制內(nèi)皮細(xì)胞分化成管腔樣結(jié)構(gòu)的能力，在熒光顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)細(xì)胞骨架重新分布，粘著斑形成減少，細(xì)胞粘附能力減弱。由于細(xì)胞的粘附是貼壁細(xì)胞存活、生長(zhǎng)、遷移、侵襲、分化等其他一切細(xì)胞生物活動(dòng)的基礎(chǔ)，經(jīng)氧化鐵納米粒子處理后細(xì)胞出現(xiàn)的去粘附造成了其增殖、遷移、侵襲、分化能力的障礙。這種障礙很可能與鐵催化的自由基損傷反應(yīng)相關(guān)。
　　 總結(jié)以上實(shí)驗(yàn)，本研究成功構(gòu)建以整合素αvβ3為分子靶的特異性MR探針