腫瘤血管生成的MR分子成像與納米氧化鐵的生物學效應研究.pdf

1、在腫瘤血管生成過程中，活化血管內(nèi)皮細胞整合素表達明顯上調(diào)。精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）三肽序列能夠特異性識別整合素αvβ3，構(gòu)建含RGD肽的高特異性MR探針對腫瘤血管生成進行分子成像，可以達到早期診斷，評估治療效果及預測預后的目的。本項研究制備了RGD肽標記的以聚乳酸（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)實驗中考察了其檢測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記臍靜脈血管內(nèi)皮細胞（HUVECs）后，對其增殖、遷移、侵襲、分化等生物學行為的影響。具體研究內(nèi)容主要包括以下四個部分：
　　 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)明顯的信號改變。將PLA-USPIO靜脈注射后，可以有效的減少網(wǎng)狀巨噬細胞系統(tǒng)（RES）對USPIO的攝取，延長在血液循環(huán)中停留的時間。通過計算USPIO注射前后T2*和T2弛豫時間改變，發(fā)現(xiàn)T2*WI和T2*值的測量對USPIO引起的磁場不均一更為敏感。
　　 第二部分將RGD與PLA-USPIO經(jīng)crosslink反應偶聯(lián)制備RGD-PLA-USPIO探針。RGD-PLA-USPIO與B16F10

4、、SPC-Al和HUVECs的結(jié)合實驗證明，探針與整合素特異性結(jié)合的能力，并且其結(jié)合的多少與細胞表達整合素水平高低相關(guān)。透射電鏡結(jié)果進一步證實了細胞內(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信號降低，提示RGD-PLA-USPIO作為對比劑所構(gòu)建的MR探針具有應用于MR成像的可能性。
　　 第三部分Vx-2腫瘤惡性度高，病理組織學證實腫瘤內(nèi)小血管αvβ3整合素表達強陽性

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

6、在，病理學結(jié)果與MR圖像得到相互印證。以上結(jié)果提示RGD-PLA-USPIO有望成為針對腫瘤血管生成的特異性MR探針。
　　 第四部分在細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HUVEC細胞增殖、遷移、侵襲、分化能力的影響，觀察了細胞骨架結(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、有更高的細胞毒性。氧化鐵納米粒子可以顯著遏制內(nèi)皮細胞分化成管腔樣結(jié)構(gòu)的能力，在熒光顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)細胞骨架重新分布，粘著斑形成減少，細胞粘附能力減弱。由于細胞的粘附是貼壁細胞存活、生長、遷移、侵襲、分化等其他一切細胞生物活動的基礎(chǔ)，經(jīng)氧化鐵納米粒子處理后細胞出現(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相關(guān)。
　　 總結(jié)以上實驗，本研究成功構(gòu)建以整合素αvβ3為分子靶的特異性MR探針