肝细胞癌(HCC)的发病率持续上升,对其早期诊断和精准治疗提出了更高要求。然而,现有的诊断和治疗方法如18F-FDG PET成像在HCC中因肿瘤内摄取低而受限,这主要是由于葡萄糖-6-磷酸酶(G6Pase)的去磷酸化作用。G6Pase在分化良好的HCC中高表达,将葡萄糖-6-磷酸转化为葡萄糖,减少了18F-FDG在肿瘤细胞内的保留。因此,开发新的PET探针对于HCC的成像至关重要。
光动力疗法(PDT)作为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。然而,成像和治疗药物在肿瘤内的保留时间需求不同。成像剂需要较短的保留时间以减少放射损伤,而治疗药物则需要较长的保留时间以增强抗肿瘤效果。
为了解决这一难题,重庆医科大学第一附属医院的研究团队在《Journal of Nanobiotechnology》杂志上发表了一篇题为“Construction of in-situ self-assembled agent for NIR/PET dual-modal imaging and photodynamic therapy for hepatocellular cancer”的文章。该研究开发了一种以ASGPR为靶点的乳酸(LA)衍生物(LABO),用于肝癌的荧光/PET双模成像和光动力治疗。
#### 关键技术特点:
1. **ASGPR靶向性**:
- ASGPR是一种C型凝集素,主要表达于肝细胞的窦状表面。在HCC发生时,ASGPR的表达显著增强。
- LA对ASGPR具有特异性,基于LA的PET探针和抗肿瘤药物已显示出优异的HCC特异性和肿瘤抑制作用。
2. **LABO的设计**:
- LABO是一种乳酸衍生物,具有黏性和浓度诱导的肿瘤内原位自组装特征。
- 在游离状态下,LABO无荧光;但在肿瘤中聚集时,它会发出近红外荧光并产生辐照诱导的活性氧(ROS),用于荧光成像和光动力治疗。
3. **18F-LABO的合成**:
- 18F-LABO通过18-19 F交换进行PET成像,其分子结构与LABO相似,具有相同的ASGPR特异性和体内行为。
- 18F-LABO在肿瘤内化前表现出一致的肿瘤特异性和体内行为,但其极低的化学当量使其在成像后能够迅速从肿瘤和代谢器官中清除,减少了放射损伤。
#### 实验结果:
- **生物分布和荧光成像**:
- 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,起到定位和抑制肿瘤的作用。
- **HCC特异性**:
- LABO和18F-LABO对ASGPR具有高特异性,能够在HCC中高效积累。
- LABO/18F-LABO在肝癌的PET/NIR成像和光动力治疗中具有重要价值。
### 结论
该研究成功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。LABO和18F-LABO具有良好的ASGPR特异性和合适的肿瘤内行为,为HCC的综合治疗提供了新的工具和策略。这一创新方法不仅提高了HCC的诊断准确性,还为光动力治疗提供了有效的手段,有望在未来临床应用中发挥重要作用。