文獻信息

中南大學湘雅二醫院核醫學科馬曉偉教授團隊與佛羅里達大學Lina Cui教授團隊合作的研究成果《Novel PET Imaging Probe for Quantitative Detection of Senescence In Vivo》（新型PET成像探針定量檢測體內衰老）在藥物放化TOP學術期刊《Journal of Medicinal Chemistry》（IF 7.3）發表。平生公司的小動物PET/CT（型號：Super Nova）產品在論文中提供了重要的荷瘤小鼠PET/CT圖像和定量分析。

 該研究的通訊作者為中南大學湘雅二醫院核醫學科馬曉偉教授與佛羅里達大學Lina Cui教授。第一作者為中南大學湘雅二醫院核醫學科向馨（碩士研究生）、董楚寧（博士研究生）。

文獻背景

摘要：細胞衰老的實時檢測仍然是一個臨床挑戰。在此，作者旨在開發一種針對衰老相關β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)的正電子發射斷層掃描(PET)成像探針，并研究其在體內實時定量檢測細胞衰老的性能。獲得穩定的PET顯像劑[⁶⁸Ga]Ga-BGal，其標記率為90.0±4.3%，放射化學純度>95%。[⁶⁸Ga]Ga-BGal在體外和體內均對β-Gal具有較高的敏感性和特異性，并與β-Gal的濃度和反應時間有關。高表達β-Gal的CT26.CL25腫瘤和阿霉素治療的HeLa腫瘤對探針的攝取更高，而在CT26.WT和未治療的HeLa腫瘤中攝取更低。這一發現具有將衰老成像轉化應用于臨床的潛力。

實驗方法

活體PET成像

為了評估[⁶⁸Ga]Ga-BGal的腫瘤攝取和體內分布，對CT26.CL25、CT26.WT、DOX治療HeLa以及生理鹽水處理HeLa荷瘤小鼠進行PET成像。小鼠經氣體麻醉后，置于PET/CT掃描儀(Super Nova PET/CT, 平生醫療科技有限公司)上進行CT預掃描。然后靜脈注射3.7MBq [⁶⁸Ga]Ga-BGal，并立即進行1h動態PET掃描，結束后進行CT掃描。并分別在注射后2h和4h進行靜態PET/CT掃描。通過在腫瘤和其他感興趣的組織(如心臟、肝臟、腎臟和肌肉)上繪制感興趣區(VOI)進行數據分析。

實驗結果

LacZ(+)荷瘤小鼠體內PET顯像。首先對[⁶⁸Ga]Ga-BGal在CT26.CL25和CT26.WT荷瘤小鼠中對β-Gal的識別效能進行評價。動態成像顯示，與CT26.WT腫瘤相比，CT26.CL25腫瘤顯示出更高的攝取并持續積累(圖7a,b)。注射4h后,CT26.CL25腫瘤攝取和腫瘤/肌肉攝取比值分別為4.68±0.56%ID/g和7.48±1.74(圖7c)；CT26.WT腫瘤攝取和腫瘤/肌肉攝取比值明顯更低，分別為1.38±0.53%ID/g和1.99±0.32(圖7c)。PET成像與生物分布實驗都表明，兩組小鼠正常器官中探針的生物分布模式相似(圖7)。

圖7: [⁶⁸Ga]Ga-BGal在CT26.WT（a）和CT26.CL25（b）腫瘤小鼠中注射后10min、30min、1h、2h和4h獲得的代表性PET圖像。（紅圈代表腫瘤）（c)探針在心臟、肝臟、腎臟、腫瘤、肌肉以及腫瘤/肌肉中的定量分析。(d)注射4h后探針在CT26.WT和CT26.CL25荷瘤小鼠中的生物分布及腫瘤/肌肉攝取比值。

對化療誘導的腫瘤細胞衰老模型進行體內PET成像。與生理鹽水處理的對照組相比，DOX處理的HeLa腫瘤顯示出明顯更高的攝取(圖8a,b)。PET成像定量顯示，注射探針4h時DOX治療的HeLa腫瘤與對照組的腫瘤信號分別為2.58±0.56%ID/g和1.39±0.40%ID/g(圖8c)，腫瘤與肌肉的比值分別為4.50±0.33和2.33±0.28。生物分布實驗進一步驗證了體內成像結果。

圖8: [⁶⁸Ga]Ga-BGal在生理鹽水處理組（a）和DOX治療組（b）腫瘤小鼠中注射后10min、30min、1h、2h和4h獲得的代表性PET圖像。（紅圈代表腫瘤）（c)探針在心臟、肝臟、腎臟、腫瘤、肌肉以及腫瘤/肌肉中的定量分析。(d)注射后4h，探針在生理鹽水處理的HeLa和DOX處理的HeLa荷瘤小鼠體內的生物分布及腫瘤/肌肉攝取比值。

文獻結論

在這項工作中，作者開發了一種PET成像探針[⁶⁸Ga]Ga-BGal，用于無創、實時定量檢測活體水平的細胞衰老。該探針在體外和體內都表現出良好的穩定性并能被β-Gal有效識別。重要的是，該探針能對化療誘導的腫瘤細胞衰老進行檢測。課題組正在優化探針結構以期提高其特異性并改善其藥代動力學，以實現更加靈敏、特異的衰老活體多模態成像。

使用設備

                                                  Super Nova^® Micro PET/CT（III 代外觀圖）