J Nanobiotechnology：肝癌近红外/PET双模成像光动力原位自组装剂的构建

来源：生物谷原创 2024-10-31 11:29

本研究构建了一种肿瘤内原位自组装剂（LABO）及其18F标记PET探针（18F-LABO），用于肝癌的荧光/PET双模成像和光动力治疗。

肝癌（HCC）的发病率不断上升，对其进行特异性诊断和准确治疗具有重要意义，但目前面临着一些挑战。例如，18F-FDG PET成像作为肿瘤诊断和定位的金标准，在HCC中由于其肿瘤内摄取低而显示出局限性，这可能是由于葡萄糖-6-磷酸酶（G6Pase）的去磷酸化作用所致。G6Pase是一种糖异生酶，在分化良好的HCC中高度表达，将葡萄糖-6-磷酸转化为葡萄糖，从而导致¹⁸F-FDG在肿瘤细胞内的保留减少。因此，新的PET探针有望用于HCC成像。

光动力疗法是一种无创且有前景的癌症治疗方法，具有最小的全身毒性和时空可控性。在此背景下，研究者认为开发一种用于HCC成像和光动力治疗的综合治疗剂具有重要意义。然而，当应用于成像和治疗时，药物应该具有不同的瘤内保留。具有合适肿瘤保留时间的显像剂，如放射性核素标记的FAPI，在用于HCC治疗时总是被认为肿瘤保留时间不足。

影像学检查后肿瘤滞留时间过长，不仅延长了护理时间，而且造成了不必要的放射损伤。然而，肿瘤治疗药物需要更长的肿瘤滞留时间来增强抗肿瘤作用。为了构建一种在肿瘤成像和光动力治疗中同时满足肿瘤内滞留要求的药物，研究者开发了一种以ASGPR为靶点的乳酸（LA）衍生物，用于肝癌的荧光/ PET双模成像和光动力治疗。

ASGPR是一种c型凝集素，主要表达于肝细胞的窦状表面。作为肝脏特异性受体，ASGPR的表达在HCC发生时显著增强。LA对ASGPR具有特异性，基于LA的PET探针和抗肿瘤药物已被报道具有优异的HCC特异性和肿瘤抑制作用。作者构建了一个荧光LA衍生物（LABO），它具有粘度和浓度诱导的肿瘤内原位自组装的特征，由于LA和ASGPR之间的识别，LABO对HCC表现出很高的特异性。LABO在游离状态下无荧光，但在肿瘤中聚集时显示近红外荧光并产生辐照诱导的ROS，用于肝癌的近红外成像和光动力治疗。

由于缺乏自组装所需的黏度和药剂浓度条件，再加上缺乏辐照，为非靶器官提供了双重安全保证。同时，用¹⁸F标记LABO通过^18-19 F交换进行PET成像时，由于其结构与LABO相似，¹⁸F-LABO在肿瘤内化前表现出一致的肿瘤特异性和体内行为，可以提供肿瘤定位、分期和预后评价等详细信息。然而，¹⁸F-LABO由于其极低的化学当量而无法在肿瘤中进行原位自组装，这使得它在成像后能够迅速从肿瘤和代谢器官中清除。

图片来源：https://doi.org/10.1186/s12951-024-02879-6

近日，来自重庆医科大学第一附属医院的研究者们在J Nanobiotechnology杂志上发表了题为“Construction of in-situ self-assembled agent for NIR/PET dual-modal imaging and photodynamic therapy for hepatocellular cancer”的文章，该研究构建了一种肿瘤内原位自组装剂（LABO）及其¹⁸F标记PET探针（¹⁸F-LABO），可用于肝癌的荧光/PET双模成像和光动力治疗。

肝细胞癌（HCC）仍然是一种危及生命的癌症，HCC成像和治疗的药物应具有不同的瘤内滞留时间，构建具有不同瘤内滞留时间的药物用于肿瘤成像或治疗仍具有重要价值。本研究构建了一种靶向lasialglyprotein receptor （ASGPR）的乳酸衍生物（LABO），用于肝癌的荧光成像和光动力治疗。

¹⁸F-LABO的合成

图片来源：https://doi.org/10.1186/s12951-024-02879-6

F标记LABO （¹⁸F-LABO）用于肝细胞癌的PET成像。LABO与¹⁸F-LABO分子结构相似，LABO表现出黏性和浓度诱导的瘤内自组装特征，扩大了瘤内潴留。LABO在游离期无荧光，但自组装后发出近红外荧光并产生辐照诱导的ROS，用于荧光成像和光动力治疗。用HepG2细胞证实LABO和¹⁸F-LABO对ASGPR的特异性。

生物分布和荧光成像证实了LABO和¹⁸F-LABO在用于光动力治疗和PET成像时的肿瘤保留时间不同。对HepG2荷瘤小鼠进行PET显像和光动力治疗，发现¹⁸F-LABO/LABO可在HepG2肿瘤中特异性积累，起到定位/抑制肿瘤的作用。LABO/¹⁸F-LABO具有良好的HCC特异性，但其瘤内行为不同，在肝癌的PET/ NIR成像和光动力治疗中具有重要价值。