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肿瘤靶向成像及NO测定的双功能小分子荧光探针研究

作　者: 赵波
导　师: 张峻峰
学　校: 南京大学
专　业: 生物化学
关键词: 肿瘤靶向 RGD环肽 HMPB 铜(Ⅱ)配合物 NO
分类号: R730.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

分子成像技术近年来已成为最有发展潜力的多学科综合的研究领域。新的肿瘤分子标志物的发现是肿瘤成像技术发展的关键。深入研究肿瘤靶向探针不仅有利于肿瘤早期诊断,而且更有助于肿瘤疗效的客观评价及肿瘤治疗策略的优化。近年来研究发现整合素在肿瘤血管新生过程中起着不可缺少的作用。利用RGD环肽和整合素的亲和性而制备的RGD修饰探针在肿瘤血管靶向成像中取得很好效果。一氧化氮(NO)信号分子在肿瘤的发生和迁移过程中同样具有非常重要的作用。我们实验室合成了一种NO荧光探针,可用于NO直接检测和成像[1,2],但是具有肿瘤靶向和NO测定双功能的荧光探针目前还未见任何报道。本论文首先设计并合成了N-{3-(2-苯基咪唑基)-4-羟基苯基}马来酰亚胺(HMPB),该化合物在常温下和具有巯基反应基团的环状RGD(RGDfC-SH)反应生成具有强荧光性质的探针RGDfC-HMPB。MDA-MB-231细胞整合素受体表达量高于MCF-7细胞,在这两种细胞中进行了RGDfC-HMPB与细胞整合素受体的亲和实验,荧光显微镜观察结果表明该探针与MDA-MB-231细胞结合能力明显高于MCF-7,进一步研究发现RGDfC-HMPB与MDA-MB-231细胞的亲和能力可被RGD竞争性抑制,充分表明该探针通过RGD配体的介导,靶向结合于细胞的整合素受体。此外,在4T1和S180荷瘤小鼠中研究了RGDfC-HMPB探针的体内分布,结果显示在尾静脉注射72h后,RGDfC-HMPB探针在肿瘤组织中荧光强度最大,提示该探针具有很好的肿瘤血管靶向性。我们将RGDfC-HMPB探针与Cu2+反应制备得到铜(Ⅱ)配合物RGDfC-HMPB-Cu,荧光光谱表征结果表明,铜(Ⅱ)配合物荧光萃灭,与NO反应后荧光重新恢复,提示铜(Ⅱ)配合物可被用于NO的检测。细胞实验结果表明铜(Ⅱ)配合物可以直接检测LPS刺激的RAW264.7细胞中产生的NO。最后,通过铜(Ⅱ)配合物在4T1荷瘤小鼠体内分布研究以及肿瘤组织中NO测定研究,表明铜(Ⅱ)配合物既能靶向肿瘤血管,同时又能有效检测肿瘤组织表达的NO。该双功能荧光探针研究为肿瘤成像探针的研发提供了新的思路,有望成为肿瘤早期诊断的有力工具。

全文目录

中文摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
综述部分  10-43
  第一章分子成像  10-16
    1.1 分子成像概述  10
    1.2 分子成像分类  10-12
    1.3 分子成像应用  12-16
      1.3.1 基因治疗及基因治疗中的基因传递和表达成像  12
      1.3.2 可用于标记细胞、微生物和转基因动物的成像  12-13
      1.3.3 揭示机体的生理病理改变过程  13
      1.3.4 小动物成像研究  13-16
  第二章荧光分子成像  16-28
    2.1 荧光分子成像技术  17-19
      2.1.1 荧光分子成像机制  17-18
      2.1.2 荧光分子探针  18-19
      2.1.3 荧光分子成像技术  19
    2.2 肿瘤组织中的荧光分子成像  19-22
      2.2.1 荧光分子成像与肿瘤诊断  20-21
      2.2.2 荧光分子成像与肿瘤治疗  21-22
      2.2.3 荧光分子成像与肿瘤药物开发  22
    2.3 整合素与肿瘤荧光分子成像  22-28
      2.3.1 整合素与肿瘤血管新生  22-24
      2.3.2 整合素的基本结构  24-26
      2.3.3 RGD环肽靶向整合素在肿瘤荧光分子成像中的应用研究  26-28
  第三章 NO与肿瘤  28-36
    3.1 NO介绍  28
    3.2 NO的体内合成  28-30
    3.3 NO体内作用机制  30-32
      3.3.1 NO的cGMP途径  30
      3.3.2 NO的硝酰化和S-亚硝酰化  30-31
      3.3.3 NO参与细胞凋亡  31-32
    3.4 NO与肿瘤的发生、发展和迁移  32-34
      3.4.1 NO对肿瘤具有双重作用  32-33
      3.4.2 NO与肿瘤血管新生  33-34
      3.4.3 NO与肿瘤转移  34
    3.5 NO的检测  34-36
  小结  36-37
  参考文献  37-43
实验部分  43-64
  第一章实验仪器和材料  43-44
    1.1 实验仪器  43
    1.2 实验材料  43-44
      1.2.1 化学合成材料  43
      1.2.2 细胞株培养及实验材料  43-44
      1.2.3 实验动物和肿瘤模型  44
  第二章实验步骤  44-52
    2.1 荧光化合物HMPB的合成  44-46
    2.2 cyclo-RGDfC的合成  46
    2.3 cyclo-RGDfC-HMPB和cyclo-RGDfC-HMPB-Cu的制备  46
    2.4 NO的制备  46-47
    2.5 RGDfC、HMPB和RGDfC-HMPB的化学表征  47
    2.6 HMPB与活性巯基反应性质  47
    2.7 荧光光谱测定  47-48
    2.8 细胞整合素受体亲和性实验  48
    2.9 检测LPS刺激Raw264.7细胞产生的NO  48-49
    2.10 生物体内分布实验  49-50
      2.10.1 4T1小鼠乳腺癌模型和S180小鼠肉瘤模型的构建  49
      2.10.2 探针注射与组织切片的荧光成像  49-50
    2.11 肿瘤中NO检测  50-52
      2.11.1 RGDfC-HMPB-Cu配合物用于检测4T1荷瘤小鼠中各组织NO变化  50
      2.11.2 NO检测试剂盒检测4T1荷瘤小鼠肿瘤组织NO变化  50-52
  第三章实验结果  52-61
    3.1 HMPB的表征  52
    3.2 RGDfC、HMPB和RGDfC-HMPB的化学表征  52-53
    3.3 HMPB与活性巯基反应性质  53-54
    3.4 荧光光谱测定  54-55
    3.5 细胞整合素受体亲和性实验  55-56
    3.6 检测LPS刺激Raw264.7细胞产生的NO  56-57
    3.7 生物体内分布实验  57-59
      3.7.1 RGDfC-HMPB在4T1和S180荷瘤小鼠中的生物分布  57-58
      3.7.2 4T1、S180荷瘤小鼠肿瘤切片观察结果  58-59
    3.8 肿瘤中NO检测  59-61
  小结  61-63
  参考文献  63-64
致谢  64-65

肿瘤靶向成像及NO测定的双功能小分子荧光探针研究

内容摘要

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