一种靶向胰腺癌肿瘤细胞的双特异性多肽分子探针及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种靶向胰腺癌肿瘤细胞的双特异性多肽分子探针，所述分子探针的结构式如式(I)所示：

A bispecific polypeptide molecular probe targeting pancreatic cancer cells and its application

The present invention discloses a bispecific polypeptide molecular probe targeting pancreatic cancer tumor cells. The structure of the molecular probe is shown in formula (I):

【技术实现步骤摘要】
一种靶向胰腺癌肿瘤细胞的双特异性多肽分子探针及应用
本专利技术公开了一种多肽，更为具体地，本专利技术公开了一种双特异性多肽。
技术介绍
胰腺癌(PC)是一种最致命的癌症，其5年生存率约为7％，其中一个重要的原因是大多数(超过85％)的患者被诊断为晚期疾病，预后较差。胰腺导管腺癌(PDAC)占PC病理类型的绝大多数，其是由胰腺癌前病变逐渐演变为胰腺肿瘤。早期PDAC的成功诊断和切除，包括胰腺上皮内瘤变(PanIN)，可导致4年生存率高达78％。因此，早期诊断PDAC可导致更好的预后和改善患者护理。分子影像学的基本成像原理是将制备好的分子探针引入活体组织细胞中，使标记的分子探针与靶分子相互作用，再利用合适的成像系统检测出分子探针发出的信息，经计算机处理后生成活体组织的分子图像或功能代谢图像，目前主要应用于肿瘤、心血管和神经系统疾病等方面。活体内分子成像最关键的是成像靶点的选择及适宜的成像技术，即高特异性的分子探针和高敏感性的探测技术。活体内的分子成像必须满足以下条件：高特异性、高灵敏度、生物学屏障可通透性、生物信号可放大性。近年来，分子影像的出现为胰腺癌的早期诊断找到了新的突破点，给早期诊断PDAC，甚至是来自没有明显症状的个体的癌前病变提供了机会。此外，分子成像结合当前成像系统与结合亲和力，可以针对在症状出现前几年出现的疾病特异性分子生物标志物。因此，对于具有PDAC早期诊断能力、监测治疗和精准手术实时指导的分子显像剂是非常有临床前景的。目前用于分子影像的技术主要包括核医学成像(PET、SPECT)、磁共振成像(magneticresonanceimaging，MRI)、光学成像以及超声成像等。在分子影像技术的应用中选择与肿瘤相关性高的靶点是保证诊断特异性的关键所在。既往研究报道的胰腺癌相关的传统高表达靶向胰腺癌的细胞膜表面受体、细胞因子有表皮生长因子受体(EGFR)、尿激酶型纤溶酶原激活物受体(uPAR)、癌胚抗原细胞粘附分子(CEACAM)，血管内皮生长因子受体(VEGFR)，以及最新胰腺癌机制研究发现的胰腺癌靶点，新型生物标记物网格蛋白plectin-1等。PDAC的特点之一是其存在一种致密的纤维质基质、低血管和低灌注的肿瘤血管，缺乏实体瘤的高通透性和滞留效应(enhancedpermeabilityandretentioneffect)，即EPR效应，并且肿瘤内的间质流体压力增加，使大多数纳米颗粒的输送不起作用。最近对过去10年文献的分析表明，被递送到致密的PDAC中的纳米颗粒剂量不超过0.4％，远低于所有类型癌症的0.7％(中值)。基于小分子多肽具有的优良生物相容性，以及考虑到体内的长期安全性和临床转化前景，小分子多肽影像示踪剂可能更适合于PDAC诊断。在各种成像方式中，磁共振成像(MRI)被广泛应用于能够提供高软组织对比度的独立成像的诊所。近红外荧光成像(NIRF)可以实时显示全身的药代动力学和生物分布，具有高灵敏度和高特异性，在手术导航的应用中，NIRF分子探针具有高度特异性。但NIRF分子探针空间分辨率低，组织穿透能力差。Plectin1是一种传统的支架细胞骨架蛋白，其几乎存在于所有哺乳动物组织和细胞类型中，尤其是在抗机械压力大的组织中含量丰富。正常生理状态下，plectin1通常仅在细胞质中表达，而在细胞膜上不表达。但是如果组织发生癌变，plectin1的细胞定位发生变化，可同时存在于细胞质和细胞膜上。在鼠和人类的PDAC细胞中发现plectin1的存在。由于plectin1在胰腺癌上皮细胞表面有特异的异常定位，其引起了研发人员相当大的兴趣。2008年，利用基因小鼠PDAC模型以及噬菌体展示库技术筛选出一段功能性短肽含有7个氨基酸(KTLLPTP)的靶向肽PTP，可以特异性靶向胰腺癌。经蛋白组学分析，靶向肽PTP是通过与胰腺癌发生时误定位在细胞膜表面上的plectin-1特异性结合实现靶向作用的。然而，胰腺癌在遗传上是非常复杂的，肿瘤的质量是由患者的63个基因改变和12个核心信号通路的异常引起的，在不同癌症患者的肿瘤生物标志物表达中存在异质性。因此，有效的靶向可能需要同时使用组合方案来攻击多个目标。整合素是一种参与肿瘤发生和肿瘤进展的细胞粘附分子，也是检测PDAC的有效靶标或生物标志物。整合素β4(ITGB4)作为整合蛋白家族之一，已经证明其在PDAC中plectin定位发生变化扮演不可缺少的角色。此外，在PDAC增长、入侵和迁移的过程中plectin和整合素β4直接相互协同作用，扮演同样重要的角色。大多数整合素最常见的配体识别位点为RGD短肽序列(Arg-Gly-Asp)。RGD短肽介导整合素与ECM组分的黏附，β亚基则通过胞内段与细胞骨架相连，形成ECM-整合素-细胞骨架跨膜复合体。细胞外信号通过该复合体传导至细胞骨架蛋白，诱导细胞骨架重构，引起细胞变形和移动，影响细胞的生存、生长、增殖、分化、侵袭、迁移等生物学行为。本专利技术的目的就是提供一种能够克服现有技术存在的不足，针对胰腺癌肿瘤细胞具有双特异性的双特异性小分子探针，进而提供其在分子影像技术中的应。更具体地说，本专利技术就是要利用分子影像MRI和近红外荧光双模态成像方法，准确地发现早期微小胰腺癌；并且力求通过双靶点靶向效果叠加克服胰腺癌的高度异质性，改善单一靶点靶向能力有限的特点，提高检出早期微小胰腺癌的敏感度，以期达到MRI及荧光双模态检出微小胰腺癌灶的目标。
技术实现思路
基于上述专利技术目的，专利技术人通过对传统胰腺癌靶点蛋白、亲和性载体的优选的多方面的考虑，将plectin-1和整合素β4作为协同双特异性靶点加以深入研究。基于研究结果，本专利技术首先提供了一种靶向胰腺癌肿瘤细胞的双特异性多肽分子探针，所述分子探针的结构式如式(I)所示：其中，X、Y为可选择的氨基酸，X选自赖氨酸、半胱氨酸、天门冬氨酸，Y选自苯丙氨酸或酪氨酸，其中a位点氨基酸残基和/或b位点氨基酸残基标记一种用于分子影像的显像分子，c位点氨基酸残基标记另一种用于分子影像的显像分子。在一个优选的实施方案中，所述X为赖氨酸，所述Y为苯丙氨酸。在一个优选的实施方案中，所述a位点氨基酸残基和b位点氨基酸残基均标记DOTA@Gd(III)，c位点氨基酸残基标记Cy7，所述分子探针的结构式如式(II)所示：优选地，Cy7与所述多肽以1:1的摩尔比相连。其次，本专利技术还提供了上述的分子探针在制备肿瘤诊断试剂中的应用。在一个优选的实施方案中，所述探针被制备为注射剂。最后，本专利技术还提供了制备上述探针的方法，所述方法包括以下步骤：(1)合成分子探针的主肽链Lys-Thr-Leu-Leu-Pro-Thr-Pro-Lys-Lys-Lys；(2)将主肽链上第8位的Lys去保护，以此为起点合成副肽链Arg-Gly-Asp-Phe；(3)将步骤(2)获得的肽链与Cyanine7单琥珀酸酯偶联；(4)将步骤(3)获得的肽链与DOTA(tBu)3-酯共轭；(5)将步骤(4)获得的肽链与钆化合物鳌合；(6)收获步骤(5)获得的产物。在一个优选的实施方案中，步骤(3)所述的偶联所使用的偶联剂为3:10的HATU:DIEA(N-四甲基脲六氟磷酸酯:N,N-二异丙基乙胺)，所述肽链与Cyanine7单琥珀酸酯的反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种靶向胰腺癌肿瘤细胞的双特异性多肽分子探针，其特征在于，所述分子探针的结构式如式(I)所示：

【技术特征摘要】
1.一种靶向胰腺癌肿瘤细胞的双特异性多肽分子探针，其特征在于，所述分子探针的结构式如式(I)所示：其中，X、Y为可选择的氨基酸，X选自赖氨酸、半胱氨酸或天门冬氨酸，Y选自苯丙氨酸或酪氨酸，其中a位点氨基酸残基和/或b位点氨基酸残基标记一种用于分子影像的显像分子，c位点氨基酸残基标记另一种用于分子影像的显像分子。2.根据权利要求1所述的探针，其特征在于，所述X为赖氨酸，所述Y为苯丙氨酸。3.根据权利要求1或2所述的探针，其特征在于，所述a位点氨基酸残基和b位点氨基酸残基均标记DOTA@Gd(III)，c位点氨基酸残基标记Cy7，所述分子探针的结构式如式(II)所示：4.根据权利要求3所述的探针，其特征在于，Cy7与所述多肽以1:1的摩尔比相连。5.权利要求4所述的分子探针在制备肿瘤诊断试剂中的应用。6.根据权利要求要求5所述的应用，其特征在于，所述探针被制备为注射剂。7.一种制备权利要求4所述探针的方法，所述方法包括以下步骤：(1)合成分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：王倩，赵心明，
申请(专利权)人：中国医学科学院肿瘤医院，
类型：发明
国别省市：北京,11