整合素靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米胶体及其在新生血管生成的磁共振成像中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种整合素靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子胶体(αvβ3-MnOL-Gd NC)及其在新生血管生成的磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)中的应用。本发明专利技术的一种αvβ3-MnOL-Gd NC，是通过在锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子表面偶联上整合聚乙二醇2000磷脂酰乙醇胺的靶向αvβ3的特异性生物分子得到的。研究表明，αvβ3-MnOL-Gd NC对于成像新生血管生成是有效的，可以在注射2小时后产生特异性新生血管成像的高信号对比。因此，本发明专利技术公开的一种αvβ3-MnOL-Gd NC可用于新生血管生成的T1加权MR分子成像，且无明显过敏反应副作用的发生，本发明专利技术为新生血管生成的磁共振成像提供了一种新的技术手段。

【技术实现步骤摘要】
整合素靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米胶体及其在新生血管生成的磁共振成像中的应用
本专利技术涉及一种整合素靶向性纳米胶体及其应用，特别涉及一种偶联了αvβ3(αvβ3-integrin)的整合素靶向性杂化锰钆纳米胶体及其在新生血管生成的磁共振成像中的应用，本专利技术属于医药

技术介绍
新生血管生成是动脉粥样硬化斑块发展的关键微观解剖特征，在易损斑块的扩展和斑块的破裂过程中发挥着关键性的作用。2011年发表的PROSPECT前瞻性临床试验结果证实：综合考量通过血管内超声成像依据传统预测斑块破裂的形态学指标(如菲薄的纤维帽、斑块负荷、最小管腔横截面积)不能有效预测急性血管事件的发生！由该方法成功预测未来2年中由于斑块破裂造成的急性血管事件的发生率仅占实际发生率的18％。与之相对应的是，来源于斑块增生的脆弱的新生血管引发的斑块内出血(intraplaquehemorrhage，IPH)，被认定为斑块不稳定性的重要生物预测靶点，与患有中度狭窄的颈动脉斑块病人发生脑中风高度相关。目前非侵袭性检测血管供应改变的技术包括利用CT成像测量微血管密度(microvesseldensity，MVD)和动态增强磁共振成像(dynamiccontrastenhancedmagneticresonanceimaging，DCE-MRI)。DCE-MRI定量结果(例如Ktrans)一直作为研究血管滋养管扩张的指标参数，可以用于筛选符合进行颈动脉内膜剥脱外科手术要求的患者。然而，在临床上识别这类血管斑块仅造成中度管腔狭窄却有高度斑块破裂危险和中风危险的患者在技术上具有很高的挑战性。以放射性核素氟18标记的氟脱氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose，18F-FDG)为示踪剂的正电子发射断层成像/磁共振成像(positionemissiontomography/magneticresonanceimaging，PET/MRI)有望成为类似DCE-MRI的新型无创检测动脉粥样硬化斑块内细胞活动的技术方法，但目前还无法确定这种技术是否可以用于从颈动脉粥样硬化斑块患者中大规模筛选有高度斑块破裂风险的患者。到目前为止，已经有文献报道利用具有较高弛豫率的顺磁性纳米粒子(nanoparticles，NPs)针对整合素αvβ3(一种异二聚体跨膜糖蛋白)进行T1加权(T1-weighted，T1w)MR分子成像来鉴别处于增殖期和静止期的血管内皮细胞，这类研究通常都是借助合成表面偶联高浓度的金属钆螯合物的NPs得以实现的。然而，最近证实作为常规MRI对比剂的线性结构钆螯合剂，能在体内能发生金属离子置换及钆离子游离，是引发肾源性系统性纤维化(nephrogenicsystemicfibrosis，NSF)的主要原因。出于生物安全性的考虑，学术界正在积极开发新型MR对比剂来减少线性结构钆螯合物的使用，同时提倡使用更为安全的化学结构为大环状的金属钆螯合剂。除了金属置换和NSF，所有通过静脉注射的NPs都有潜在激活生物体免疫补体系统的可能。功能化螯合钆剂的NPs能引起急性补体系统激活，这是生物体自体免疫反应的一个重要分支，能引起严重的副作用，包括高血压和致死。有研究结果表明在表面功能化的脂质NPs表面修饰某些功能基团可以引起补体系统激活，是通过IgM抗体引发的经典通路实现的(R.Virmani,F.D.Kolodgie,A.P.Burke,A.V.Finn,H.K.Gold,T.N.Tulenko,S.P.Wrenn,J.NarulaArteriosclerThrombVascBiol.2005,25,2054-2061.)(见图1)。在这个事件中，反应的强度取决于偶联在NPs脂质膜上的螯合物的化学结构，而不仅仅是NPs表面电荷那么简单。为了实现靶向分子成像应用，表面偶联钆螯合物的NPs使用钆的浓度剂量是临床批准用于人体的钆螯合物浓度的1/8左右(100,000金属离子/纳米粒子)。虽然钆-环状螯合物进一步减少了NSF的风险性，但这类螯合物仍然可能引起人体的急性补体激活反应。因此目前迫切的需要开发一种能同时实现降低NSF风险、避免补体激活免疫反应且保持高T1对比效应的新型纳米粒子的化学合成策略。在体外和活体研究中已经证实，脂质包裹的全氟化碳(perfluorocarbon，PFC)NPs或表面偶联上高浓度线性结构金属钆螯合物——二乙烯五胺乙酸钆(Gd-DTPA)的PFCNPs在补体激活反应(complementactivation，CA)方面是“免疫静默”的，然而，表面偶联环状结构钆螯合剂——钆轮环藤宁四乙酸四乙酸(Gd-DOTA)，虽然能最小化金属钆离子置换反应的发生，改善NPs的弛豫率，但是会引起强烈的补体激活反应。正因为如此，本研究旨在合成一种新型的、安全性更高的、可临床转化的T1w血管整合素靶向性纳米粒子，用于在体MR分子成像新生血管的特异性标记物整合素αvβ3的表达。锰(Mn3+/Mn2+)由于具有高自旋量子数、容易发生水分子交换、长电子弛豫时间、高自然丰度和已知的相对安全的人体生物化学特性，一直以来都作为T1wMR对比剂进行研究。2009年Pan等人首次合成和表征了一种“软物质”型二价油酸锰(manganeseoleate，MnOL)为核心的锰基纳米粒子胶体(nanocolloid，NC)，可以用于血栓的纤维素成像。然而，进一步的实验显示MnOLNC不适用于动脉粥样硬化斑块内新生血管生成时特异性表达的整合素αvβ3的在体分子成像。因此，本项目研制了一种新型杂化金属复合体——锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子胶体(MnOL-GdNC)，即在MnOLNC表面偶联低剂量亲脂性钆螯合物，用以进一步增加MnOLNC的r1弛豫率，同时减少作为镧系重金属的钆螯合物的用量，避免引起NSF风险。并且通过表面偶联整合素αvβ3的特异性结合物进一步证实：该MnOL-GdNC可用于有效在体成像表达含量很稀疏的动脉粥样硬化新生血管生成的特异性标志物(如整合素αvβ3)，同时减少作为重金属钆螯合物的用量避免急性补体激活。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种整合素αvβ3靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子胶体(αvβ3-integrin–targetedMnOL-Gd-hybridnanocolloids)，简称为整合素靶向性杂化锰钆纳米粒子胶体(αvβ3-MnOL-Gd-NC)。本专利技术的目的之二在于提供一种制备上述整合素αvβ3靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子胶体的方法。本专利技术的目的之三在于提供上述整合素αvβ3靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子胶体在新生血管生成的在体磁共振成像中的应用。为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术手段：本专利技术一种整合素靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子胶体，其特征在于所述的纳米粒子胶体中含有复数个整合素靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子，所述整合素靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子由内核层和外壳层组成，其中内核层包括油酸锰分子以及作为悬浮介质的浓缩剂，外核层包括整合聚乙二醇2000磷脂酰乙醇胺的靶向αvβ3的特异性生物分子、钆螯合物以及磷脂类化合物。在本专利技术所述的整合素靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子胶体中，优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整合素靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子胶体，其特征在于所述的纳米粒子胶体中含有复数个整合素靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子，所述整合素靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子由内核层和外壳层组成，其中内核层包括油酸锰分子以及作为悬浮介质的浓缩剂，外核层包括整合聚乙二醇2000磷脂酰乙醇胺的靶向αvβ3的特异性生物分子、钆螯合物以及磷脂类化合物。

【技术特征摘要】
1.一种制备整合素靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子胶体的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在氮气氛围下，将二价油酸锰MnOL悬浮在浓缩剂中，在100-300兆帕和0-25℃条件下加入磷脂表面活性剂，充分混合，所述的磷脂表面活性剂包括磷脂类化合物，钆螯合物，马来基、氨基、巯基或羧基修饰的整合聚乙二醇2000的磷脂酰乙醇胺、以及靶向αvβ3的特异性生物分子；所述的马来基、氨基、巯基或羧基修饰的整合聚乙二醇2000的磷脂酰乙醇胺与靶向αvβ3的特异性生物分子的摩尔比为1∶0.1～1∶10；(2)混合液在25℃～55℃超声浴的条件下反应0.5h～24h，反应过程中始终保持氮气氛围，反应后的溶液在氮气吹扫下封装，即得整合素靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子胶体；所述的纳米粒子胶体中含有复数个整合素靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子，所述整合素靶向性锰钆杂合双金属顺磁性纳米粒子由内核层和外壳层组成，其中内核层包括油酸锰分子以及作为悬浮介质的浓缩剂，外核层包括整合聚乙二醇2000磷脂酰乙醇胺的靶向αvβ3的特异性生物分子、钆螯合物以及磷脂类化合物。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的浓缩剂为聚山梨酯、失水山梨醇倍半油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、杏仁油、菜籽油、甘油或红花油中的一种或几种的组合。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述的聚山梨酯为聚山梨酯80。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的马来基、氨基、巯基或羧基修饰的整合聚乙二醇200...

【专利技术属性】
技术研发人员：申宝忠，王可铮，吴丽娜，
申请(专利权)人：哈尔滨医科大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23