北京大學腫瘤醫院核醫學科團隊與中國科學院高能物理研究所等團隊合作成果。

文獻信息

近日，北京大學腫瘤醫院核醫學科、中國科學院高能物理研究所等團隊的研究成果Multifunctional high boron content MOFs nano-co-crystals for precise boron neutron capture therapy for brain glioma in situ（多功能高硼含量MOFs納米共晶用于原位腦膠質瘤精準硼中子捕獲治療）在學術期刊Nano Today（影響因子20.24）發表。平生公司的Super Nova® PET/CT 產品在論文中提供了重要的膠質瘤小鼠PET/CT圖像和定量分析。

該研究的通訊作者為中國科學院高能物理研究所邢更妹研究員、李娟副研究員和北京大學腫瘤醫院王風教授，第一作者為王志杰博士。

文獻背景

研發并制備了多功能高硼含量MOFs納米共晶體，用于腦膠質瘤的硼中子俘獲治療。篩選的鋯-(4-羧基苯基)卟啉 (Zr-TCPP) MOFs與硼酸結合形成了含硼酸42.50% (m/m)的100.20±6.72 nm共晶結構(MNCs)，具有良好的穩定性、優良的膠體分散性和良好的生物相容性。MNCs可以穿過腦血屏障，選擇性地靶向腦腫瘤，并提供67.50±4.20 μg [¹⁰B] g−1的高硼劑量。經電感耦等離子體質譜分析，腫瘤與正常組織硼比值為6.20±0.90，腫瘤與血液硼比值為3.80±0.35。MNCs還具有固有的熒光和⁸⁹Zr正電子發射斷層成像能力，可以準確地追蹤和量化MNCs在體內外的作用情況。因此，通過精準的時空成像定位，BNCT對腦膠質瘤模型小鼠有顯著的治療效果。

實驗方法

對小鼠原位膠質瘤模型進行PET成像研究。⁸⁹Zr-MNCs納米顆粒(100μCi)分散于100 μL生理鹽水中，經尾靜脈注射(n=3)，注射⁸⁹Zr-MNCs后，在不同時間點(2 ~ 144 h)用1.5%異氟烷麻醉小鼠，使用小動物PET/CT掃描儀(Super Nova PET/CT, 平生醫療科技有限公司)獲取數據。對PET圖像進行了探測器效率、死區時間、衰減、光子散射和衰減校正。計算⁸⁹Zr-MNCs進入各器官的攝取作為每克注射劑量的平均百分比(%ID/g)。在成像過程中收集小鼠的排泄物，并用伽馬計數器測量。

實驗結果

小鼠注射⁸⁹Zr-MNCs 2小時后，腫瘤部位的PET圖像和標準攝取值(SUVs)(圖4e、h和S26)證實了MNCs可以穿過血腦屏障并在腫瘤中有效積累。此外，肝臟和脾臟中SUV及硼含量較高(圖4i和S21)，表明MNCs是通過肝臟代謝的。144 h后，收集的排泄物的總衰變校正放射性活性達到注射劑量的95%(圖S27)，表明MNCs已成功排出體外。

圖：體外和體內靶向膠質瘤的MNCs圖像：a) HUVECs和U87-MG經MNCs (100 μg [B] mL−1)處理2h的CLSM圖像，比例尺= 20µm。(b) HUVECs和U87-MG細胞中MNCs的AFIs。(c) ICP-MS測定與MNCs (100 μg [B] mL−1)共孵育不同時間的U87-MG細胞(1 × 105細胞)中的硼濃度。(d)通過尾靜脈注射50 mg [B] kg−1的MNCs后1、2和6小時原位膠質瘤小鼠的體內熒光圖像。(e) ⁸⁹Zr標記的MNCs在原位膠質瘤小鼠模型不同時間點的PET圖像。(f)不同時期MNCs大腦中的AFIs。(g) T/N和T/B比值。(h) PET圖像中感興趣腫瘤區域的SUV。(i) γ計數器測量注射MNCs后144小時主要器官、血液和腫瘤的放射性。*P< 0.05， **P< 0.01， ** *P< 0.001，通過t檢驗比較彼此的值

文獻結論

總之，作者通過組裝功能單元構建了多功能高硼含量MOFs納米共晶MNCs，用于圖像引導膠質瘤原位BNCT。MNCs富含¹⁰B-硼酸(42.50%，m/m)，能穿過血腦屏障，特異性、高效地在腫瘤部位聚集。MNCs獨特的熒光和PET成像能力，使其準確的體內跟蹤其時空分布和¹⁰B水平，特別是在腫瘤。MNCs通過精確的時空成像定位，在腦膠質瘤模型小鼠BNCT中顯示出顯著的抗腫瘤效果。據作者所知，這是多功能MOFs結構首次用于BNCT。MNCs提供了一種新的藥物設計策略，并在腫瘤的臨床BNCT方面展現了堅實的潛力。

使用設備

Super Nova^® Micro PET/CT（III 代外觀圖）