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光学和PET双模态影像肿瘤定位和手术导航研究新进展
来源:武汉大学药学院    时间:2018-1-9    编辑:admin    点击:3374

近日,我院洪学传教授课题组与美国斯坦福大学程震教授课题组合作在近红外二区有机小分子(NIR-II/正电子发射断层成像(PET)双模态分子探针研究方面取得新的进展。研究成果以 Novel Dual-Function Near-Infrared II Fluorescence and PET Probe for Tumor Delineation and Image-Guided Surgery”为题在英国皇家化学会(Royal Society of Chemistry, RSC)旗下著名期刊《化学科学》进行了报道(Chem. Sci.,2018, http://dx.doi.org/10.1039/C7SC04774F)。博士生孙耀(现为华中师范大学化学学院教授)和硕士生曾小东为共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金、国家自然基金委重大项目、湖北省创新群体项目和病毒学国家重点实验室等资助。

该研究成果是基于课题组已报道双模态探针(Strained Cyclooctyne as a Molecular Platform for Construction of Multimodal Imaging Probes, Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54(20), 5981-5984, DOI: 10.1002/anie.201500941)的设计理念,经优化改造,利用便宜易得的丙炔酸替换昂贵的环辛炔,并结合近红外二区荧光成像优势,首次高效可控地构建了αβ3靶向的PET/NIR-II双模态小分子探针CHS2,该探针具有非常突出的成像效果。

手术治疗是脑胶质瘤的最主要治疗手段,通过PET/荧光双模态成像技术可以做到术前准确定位肿瘤,术中准确区分肿瘤与正常脑组织以及精确判断手术边缘是否有肿瘤残余,从而最大范围地切除肿瘤,最大限度避免术后神经功能缺失,提高患者术后生活质量。PET显像技术能够对浅表及深层次肿瘤进行准确定位,但其难以对肿瘤和正常组织边缘进行精确区别,NIR-II相比于现有荧光成像技术具有较深的组织穿透力以及较高的空间分辨率,能够克服这一缺点。该研究通过碱催化的硫醇-丙炔酰胺双加成反应高效地构筑了首例基于αβ3整合素受体的PET/NIR-II双模态探针CHS2,将PET显像技术与NIR-II显像技术相结合,实现了对肿瘤的精确诊断和对肿瘤与正常组织边界的确证,并成功实现了小鼠肿瘤的精准切除。该研究表明,CHS2探针构建方法简单,合成原料便宜易得。该探针具有非常好的生物相容性,能够快速地通过肝肾代谢清除,神经脑胶质瘤(U87MG)小鼠模型活体显像研究显示脑胶质瘤对该探针有极高的特异性摄取,且显像信噪比高。尾静脉注射CHS2于荷瘤小鼠体内,12小时后用NIR-II相机显像,在荧光成像指导下对小鼠肿瘤实施精准切除,病理分析显示癌旁组织无肿瘤残余,且肿瘤边缘几乎无正常组织,该探针具有临床转化潜力。

论文链接:

http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/sc/c7sc04774f#!divAbstract

图注:CHS2探针用于荷瘤小鼠PET/NIR-II双模成像以及NIR-II荧光成像指导下的小鼠肿瘤切除手术

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