近紅外光靶向生長(zhǎng)抑素受體亞型2的新型金納米顆粒用于神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤

文獻(xiàn)信息

近日，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院肝膽外科、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院消化系統(tǒng)腫瘤藥物基因編輯篩選與研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、清華大學(xué)機(jī)械工程系摩擦學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院暨北京市腫瘤防治研究所，核醫(yī)學(xué)科，國(guó)家藥監(jiān)局放射性藥物研究與評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，惡性腫瘤發(fā)病機(jī)制及轉(zhuǎn)化研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等團(tuán)隊(duì)合作的研究成果Novel  gold  nanoparticles  targeting  somatostatin  receptor  subtype two with near-infrared light for neuroendocrine tumour therapy（近紅外光靶向生長(zhǎng)抑素受體亞型2的新型金納米顆粒用于神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤治療）在學(xué)術(shù)期刊Nano Research（影響因子10.269）發(fā)表。平生公司的小動(dòng)物PET/CT（型號(hào)：Super Nova） 產(chǎn)品在論文中提供了重要的腫瘤小鼠PET/CT圖像和定量分析。

其中核素及Micro-PET顯像工作在北腫核醫(yī)學(xué)科開展， 謝卿主管技師和于江媛副主任醫(yī)師為本文（并列）第一作者。

文獻(xiàn)背景

神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤(NETs)是生長(zhǎng)抑素受體2 (SSTR2)陽(yáng)性表達(dá)的罕見(jiàn)癌癥，NETs的治療策略并不令人滿意。納米材料介導(dǎo)的SSTR2靶向NETs治療非常有前景。本研究首次將介孔硅涂層金納米棒(AuNRs@mSiO₂)和靶向-SSTR2十二烷四乙酸酪氨酸3 -奧曲酸酯(DOTA-TATE)組合成AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE，研究NETs在近紅外光下的抑制作用。AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE表現(xiàn)出良好的光熱轉(zhuǎn)換效率。體外光照下，隨著AuNR@mSiO₂@DOTA-TATE濃度的增加，細(xì)胞活力顯著降低;在兩個(gè)成功建立的具有SSTR2表達(dá)的神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤類器官中，AuNRs@mSiO₂@ DOTA-TATE與光抑制腫瘤顯著優(yōu)于AuNRs@mSiO₂與光抑制腫瘤。在體內(nèi)，在微正電子發(fā)射斷層掃描/計(jì)算機(jī)斷層掃描(Micro-PET/CT)下，用AuNRs@mSiO₂@⁶⁴Cu-DOTA-TATE確認(rèn)了AuNRs@ mSiO₂@DOTA-TATE的SSTR2靶向能力和生物分布; AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE加激光組腫瘤表面溫度迅速升高，腫瘤體積與奧曲肽組相近，明顯低于其他各組。AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE激光組與其他組小鼠體重?zé)o顯著差異。主要臟器未見(jiàn)明顯炎癥病變及細(xì)胞壞死。綜上所述，作者提出了一種可行的策略，構(gòu)建具有良好光熱轉(zhuǎn)換效率、靶向sstr2能力、顯著抗腫瘤作用和良好生物相容性的AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE，為AuNRs@mSiO₂@ DOTA-TATE在NETs治療應(yīng)用方面的進(jìn)一步探索提供了依據(jù)。

實(shí)驗(yàn)方法

PET成像研究

SSTR2表達(dá)和AuNR@mSiO₂@DOTATATE生物分布的評(píng)估。小鼠被分為三組，接受尾部注射，其中一組小鼠注射⁶⁸GaDOTA-TATE，以評(píng)估腫瘤中SSTR2的表達(dá)，一組小鼠服用5 mg·kg^-1 AuNRs@mSiO₂@⁶⁴Cu-DOTATATE，以評(píng)估AuNR@mSiO₂@DOTA-TATE的生物分布，另一組小鼠服用SSTR2阻斷。將50微克DOTA-TATE與AuNRs@mSiO₂@⁶⁴CuDOTA-TATE聯(lián)合注射用于阻斷。為了評(píng)估生物分布，小鼠在注射后2、6、18、24和48小時(shí)(p.i)使用Micro-PET/CT (Super Nova^®PET/CT, 平生醫(yī)療科技有限公司)進(jìn)行成像。測(cè)量肌肉和腫瘤的最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值(SUVmax)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了研究AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE在體內(nèi)靶向SSTR2的能力和生物分布，作者用⁶⁴Cu對(duì)AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE進(jìn)行了微正電子發(fā)射斷層掃描/計(jì)算機(jī)斷層掃描(micro-PET/CT)分析。AuNRs@mSiO₂@⁶⁴Cu-DOTA-TATE的放射化學(xué)純度大于95%，表明該示蹤劑可用于成像。對(duì)于注射⁶⁸Ga-DOTA-TATE的CDX模型，腫瘤區(qū)域的SSTR2表達(dá)在micro-PET/CT成像中清晰可見(jiàn)(圖4)。對(duì)于注射AuNRs@mSiO₂@⁶⁴Cu-DOTATATE的CDX模型，在指定的時(shí)間點(diǎn)(2,6,18,24和48 h)獲得腫瘤區(qū)域的圖像。隨著時(shí)間的推移，腫瘤區(qū)域的對(duì)比明顯。此外，腫瘤區(qū)域的SUVmax在48 h p.i時(shí)達(dá)到峰值，這表明AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE在腫瘤區(qū)域有明顯的積累。相比之下，阻斷SSTR2組腫瘤區(qū)域的SUVmax低于AuNRs@mSiO₂@⁶⁴Cu-DOTA-TATE組(圖4)，但兩組腫瘤區(qū)域的SUVmax均高于軟組織。結(jié)果表明AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE和AuNRs@mSiO₂都具有瞄準(zhǔn)能力，其中AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE表現(xiàn)出更強(qiáng)的瞄準(zhǔn)能力。AuNRs@mSiO₂@DOTATATE的靶向能力由主動(dòng)靶向(DOTA-TATE與SSTR2結(jié)合)和被動(dòng)靶向(增強(qiáng)的滲透性和保留效應(yīng))組成。

圖4 SSTR2表達(dá)及AuNR@mSiO₂@DOTA-TATE生物分布評(píng)估(b)用⁶⁸Ga-DOTA-TATE (7.4 MBq)對(duì)H446荷瘤小鼠進(jìn)行2h p.i的micro-PET/CT成像，肌肉(紅圈斷裂)和腫瘤(紅圈)的SUVmax分別為0.04和2.33。(c) H446荷瘤小鼠的Micro-PET/CT成像AuNRs@mSiO₂@⁶⁴Cu-DOTA-TATE (9.25 MBq;top: 5 mg·kg-1 AuNRs@mSiO2@⁶⁴Cu-DOTA-TATE;下:對(duì)照組)，分別在每小時(shí)2、6、18、24和48小時(shí)，肌肉(紅圈破碎)和腫瘤(紅圈)的SUVmax如下表所示。Top: 2 h 0.22和0.46,6 h 0.20和0.61,18 h 0.24和0.68,24 h 0.25和0.65,48 h 0.32和0.78;下:2小時(shí)0.16和0.31,6小時(shí)0.13和0.32,18小時(shí)0.14和0.36,24小時(shí)0.21和0.43,48小時(shí)0.39和0.45。

文獻(xiàn)結(jié)論

與以往研究相比，本研究的優(yōu)勢(shì)可以概括為：

1）首先構(gòu)建AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE，完成AuNRs@mSiO₂@ DOTA-TATE在體內(nèi)外治療神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤的研究，為NETs提供了一種新的治療策略。

2）首次使用⁶⁴Cu對(duì)AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE進(jìn)行放射標(biāo)記，通過(guò)micro-PET/CT研究AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE在體內(nèi)的sstr2靶向能力和生物分布，這是一種先進(jìn)的藥物追蹤技術(shù)。

3）成功建立兩個(gè)SSTR2陽(yáng)性表達(dá)的神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤類器官，用光評(píng)價(jià)AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE的療效。

綜上所述，作者提出了一種可行的策略，構(gòu)建了光熱轉(zhuǎn)換效率高、sstr2靶向能力準(zhǔn)確、抗腫瘤作用顯著、生物相容性好的AuNRs@mSiO₂@DOTATATE，這為其在NETs治療中的應(yīng)用提供了進(jìn)一步的探索，并允許AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE用于進(jìn)一步的臨床轉(zhuǎn)譯。

使用設(shè)備