靶向生长抑素受体的磁共振分子探针的制备、表征及体外细胞实验

【摘要】： 目的制备羧甲基葡聚糖改性的超顺磁性Fe3O4纳米粒子(CMD-MNPs);采用化学方法将奥曲肽连接于CMD-MNPs上,制备连接了奥曲肽的超顺磁性Fe3O4纳米粒子(CMD-MNPs-Oc);探讨制备的磁性纳米粒子(CMD-MNPs、CMD-MNPs-Oc)的理化特性、磁特性及T2弛豫性能,初步分析其作为一种磁共振成像T2对比剂的可行性。 方法采用超声预处理技术,在羧甲基葡聚糖-水分散体系中,通过化学共沉淀法制备羧甲基葡聚糖表面改性Fe304纳米粒子(CMD-MNPs),进一步将奥曲肽以酰胺键连接于该纳米粒子上,制备连接了奥曲肽的超顺磁性Fe3O4纳米粒子(CMD-MNPs-Oc)。对制备的产品行红外光谱(IR)分析、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)检测、X射线衍射(XRD)分析、振荡样品磁强计(VSM)测定等方法进行表征,并采用1.5T磁共振成像仪行溶液的T2弛豫性能(r2)测定。 结果制备的复合磁性纳米粒子CMD-MNPs及CMD-MNPs-Oc呈球形,分散均匀,平均粒径50 nm,在水溶液中的稳定性高；具有超顺磁性,室温下CMD-MNPs及CMD-MNPs-Oc的磁饱和磁化强度为35 emu·g-1,测量的横向弛豫效能r2分别为146.7 s-1mM-1及173.6s-1mM-1。 结论成功制备了羧甲基葡聚糖改性的磁性纳米粒子,并成功地以酰胺键将奥曲肽连接于该磁性纳米粒子上。制备的CMD-MNPs及CMD-MNPs-Oc均有较好的理化特性和磁特性并有良好的T2弛豫性能,可作为一种磁共振成像T2对比剂。 目的对比制备的CMD-MNPs及CMD-MNPs-Oc内摄进入生长抑素受体阳性肿瘤细胞的差异性,以及MRI检测这种差异的可能性。初步探讨CMD-MNPs-Oc作为一种生长抑素受体靶向性磁共振分子探针的可行性。 方法采用RT-PCR检测BxPC-3人胰腺癌细胞的SSTR各亚型(SSTR1-5)mRNA的表达。BxPC-3细胞按常规培养至对数生长期后,将制备的CMD-MNPs、CMD-MNPs-Oc分别加入细胞的培养基中,使培养液中最终铁浓度为35μg/ml,继续共同培养。根据培养液中添加物不同,将细胞分为2组：靶向组为CMD-MNPs-Oc孵育后的BxPC-3细胞(实验组)、非靶向组为CMD-MNPs孵育后的BxPC-3细胞(对照组)。分别取上述2组细胞混悬液获取细胞沉渣并经多次离心、洗涤后行以下检测：(1)将细胞沉渣固定,制作超薄切片并行电子染色,在日立JEOL-1230型透射电镜下,观察细胞内有无电子高密度颗粒物,并初步对比分析其在2组细胞内的量及部位等情况；(2)分别对2组的细胞涂片行常规HE染色及普鲁士蓝铁染色,观察细胞内铁颗粒的吞噬情况,并定量对比分析2组吞噬铁颗粒的阳性细胞百分比；(3)离心、洗涤后的细胞再重悬于新鲜无铁培养液中,并分别调节细胞数至1.0×107个／ml,重悬后的各组细胞悬液装入Ependoff管,并加入少量2%明胶避免细胞沉降,每组5管,对各个样品及无细胞的新鲜无铁培养液同时行1.5-T MRI扫描,采集其自旋回波序列T2加权图像(TR 5000 ms, TE 100ms),对比各组重悬细胞液及无细胞的纯培养液在T2加权图像上信号强度的均值,并以无细胞的纯培养液为参照,计算各组重悬细胞液在T2加权图像上信号强度变化率。 结果经RT-PCR检测BxPC-3人胰腺癌细胞的SSTR各亚型mRNA均为阳性表达。电镜检查示靶向组细胞内可见吞噬较多电子高密度颗粒,主要分布于胞浆内,并可见有小吞饮小泡形成；而非靶向组细胞内不见或偶见电子高密度颗粒,其少量电子高密度颗粒位于溶酶体内。细胞涂片HE染色示靶向组细胞的胞浆中见较多散在颗粒状物,普鲁士蓝铁染色示细胞的胞浆中有较多深色蓝染颗粒,阳性细胞百分比为96.7%；而非靶向组细胞HE染色不见或偶见颗粒状物,普鲁士蓝染色示细胞内不见或偶见深色蓝染颗粒,阳性细胞百分比仅为6.7%。靶向组细胞MRI扫描T2加权图像信号强度明显低于单纯培养液的信号,其信号强度下降率为69.6%,靶向组信号强度也明显低于非靶向组,差异具有统计学意义(P0.001)。 结论BxPC-3细胞为一种SSTR1-5 mRNA阳性表达细胞,能选择性大量吞噬CMD-MNPs-Oc颗粒而几乎不吞噬CMD-MNPs颗粒,提示CMD-MNPs-Oc分子上的奥曲肽对铁颗粒的胞吞发挥至关重要的作用,CMD-MNPs-Oc可望成为一种靶向SSTR的磁共振分子探针。