一种靶向性分子成像探针及活体分子成像方法技术

本发明专利技术涉及医用技术领域，特别涉及一种活体分子成像方法及靶向性分子成像探针。本发明专利技术所述活体分子成像方法通过引入可供影像学设备检测的靶向性分子成像探针，以图像的形式反映心血管系统疾病（尤其是心律失常）和肿瘤等疾病的缝隙连接蛋白43（Cx43）的生物化学变化特征，检测结果准确，可直观的显示Cx43的分布和数量，可直接应用于人体。本发明专利技术公开的Cx43靶向性分子成像探针，由信号组分、Cx43靶向亲和组分以及连接体三部分组成，具有良好的药代动力学特征和生物学分布特征。

【技术实现步骤摘要】
一种靶向性分子成像探针及活体分子成像方法
本专利技术涉及医用
，特别涉及一种Cx43靶向性分子成像探针及活体分子成像方法。
技术介绍
缝隙连接重构（gapjunctionremodeling）是参与心律失常、肿瘤、动脉粥样硬化等疾病发生、发展的共同病理基础之一，而缝隙连接蛋白43（connexin43，Cx43）则是组成缝隙连接的基本结构单位,是构成心肌细胞间缝隙连接的主要结构基础。Cx43是分子量为43Kd的一种连接蛋白，其主要作用是介导相邻细胞之间的直接通讯。在心脏，其主要作用是形成细胞间快速的电冲动，保证心脏整体电活动同步性和协调性，维持心肌细胞的电活动以及机械收缩和舒张功能的同步性。因此，Cx43在数量、分布、功能和磷酸化状态等方面发生改变（即缝隙连接重构）时必然会引起心肌细胞间电耦联障碍。主要表现为细胞间电活动的同步性、协调性改变，电传导速度的减慢及各向异性的改变等。多种成年获得性心血管病，如心肌缺血、心律失常、心力衰竭、高血压、动脉粥样硬化等均出现了不同程度的Cx43缝隙连接重构。Cx43缝隙连接重构是各种心律失常，尤其是折返性心动过速产生的重要结构基础，也是各种心脏疾病死亡和猝死的最主要原因。同时，Cx43参与多种细胞生命周期从生长到死亡的各个环节，直接介导细胞生长调控信号在相邻细胞之间的传递，调控细胞生长、分化和凋亡。Cx43的异常将直接导致细胞生长调控异常，接触抑制作用、终末分化和凋亡能力消失，表现为延长的或永生的细胞生命周期，从而引起肿瘤发生。因此，Cx43作为抗心律失常治疗和抗肿瘤治疗的共同分子靶点，已成为国内外心血管疾病和肿瘤研究领域的新的研究热点。多种体外研究方法也被相应的开发出来，用于Cx43的数量和功能（包括磷酸化状态）分析。这些研究方法包括：应用PCR或RT-PCR在mRNA水平检测Cx43的表达情况；应用WesternBlot对Cx43蛋白进行半定量研究；通过免疫组织荧光染色技术，观察Cx43的亚细胞水平定位和缝隙连接重构等；通过引入Cx43不同磷酸化位点的特异性抗体，利用基质辅助激光解析/电离质谱、固定金属亲和层析、液相串联质谱分析Cx43的不同磷酸化位点的磷酸化状态；利用荧光染料细胞间传递实验，通过显微注射方法将小分子荧光染料引入到细胞浆，结合荧光显微镜技术，在细胞水平评价Cx43介导的细胞间直接通讯功能等。但是，这些体外检测方法主要依靠对大量的、细胞水平或离体组织的实验结果的分析。体外检测方法虽可判断、分析细胞或组织的Cx43表达水平和功能状态，但从技术层面上分析，都存在着一定的局限性：①需要通过细胞培养、活检或尸检取得标本，不能直接应用于人体；②体外实验结果可能与活体状态下的真实情况不符：体外实验受实验条件、实验设备、实验方法的影响较大，在样品的处理过程中，可能会遗失某些重要的成分，误差较大，使得实验结果与活体状态下的真实情况不符；③体外实验不利于动态研究：体外实验需要在不同的时间点处死实验动物来获取组织或反复活检取材，只能观察疾病的某一阶段，无法实现在同一动物体内真正的动态研究，不易在如此复杂的、进展的疾病全过程得到准确的结论；④操作复杂，费时耗财，随机性很大。因此，Cx43的活体可视化研究可能为解决这些问题，提供了一种新的思路，而分子影像学技术的出现使之成为可能。分子影像学是指在活体状态下，应用影像学方法对人或动物体内的细胞和分子水平生物学过程进行成像、定性和定量研究的一门学科。它以应用分子探针为显著特点，采用多种成像手段，对体内特定靶点进行成像。成像手段包括：放射性核素成像（radionuclideimaging）、磁共振成像（magneticresonanceimaging，MRI）、磁共振波谱成像（MRspectroscopy，MRS）、光学成像（opticalimaging，OI）、超声成像（ultrasoundimaging，US）及多模式融合成像（integrationofmulti-modeimaging）等。借助这些成像技术，生命系统内部某些特定的生理或者病理过程，如基因表达，蛋白质之间相互作用，信号传导，细胞的代谢以及细胞示踪等等可变为直观的图像显现出来。VBaklaushev等进行的Cx43可视化方案，合成了以Cx43蛋白细胞外E2段的特异性抗体为靶向亲和组件，以放射性同位素125I和荧光染料Alexa660为信号组件的探针，利用γ射线计数器和荧光显微镜进行检测脑胶质瘤中Cx43的表达异常情况，但仍没有摆脱体外检查方法的局限：①125I并不是一种适合活体显像的核素，只能应用γ射线计数器进行检测，且检查结果不够直观。所以该研究在静脉注射探针125I-MAbE2Cx43后，处死动物，获取组织，应用γ射线计数器进行了放射性分析；②Alexa660也并不是适用于活体成像的荧光染料，只能用于免疫组织染色分析，因此该研究在静脉注射探针Alexa660-MAbE2Cx43后，处死动物，获取组织，制成冰冻切片，应用荧光显微镜对组织进行了分析；③采用MAbE2Cx43抗体作为亲和组件，抗体价格昂贵，并可能会引起免疫原性反应从而引发副作用。更重要的是，由于抗体分子量较大，非特异性吸收会较高，注射入体内后不易获得理想的药代动力学特征和生物学分布特征，导致检测结果不准确，应用起来不方便。目前亟需活体检测和定量Cx43的方法。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题就是Cx43的活体检测和定量问题。通过活体分子成像技术对Cx43进行过活体检测和定量，可在活体确定Cx43的表达数量、分布、功能和疾病发展过程中Cx43的动态变化情况，明确Cx43靶向治疗干预的最佳时间、剂量，并对“重建Cx43”治疗的疗效进行准确客观的评价，从而实现快速折返性心律失常和恶性肿瘤等疾病的预后评估、Cx43靶向治疗疗效监测。一方面，本专利技术提供一种活体分子成像的方法，所述方法包括：提供Cx43靶向性分子探针，所述靶向性分子探针由信号组分、靶向亲和组分以及连接体三部分组成，所述信号组分为可供影像学设备检测的部分，所述靶向亲和组分为与Cx43特异性结合的部分，所述连接体将信号组分和靶向亲和组分连接起来；用所述的Cx43靶向性分子探针对所述患者待测位置实施光学成像、正电子发射断层成像、单光子发射断层成像、磁共振成像、光声成像、超声成像或其他活体影像学融合成像技术优选PET/CT，PET/MRI。作为优选，所述靶向亲和组分与Cx43的羧基末端特异性结合。更优选地，所述靶向亲和组分选自：Ⅰ、Cx43SP1，Gly-Ala-Pro-Gly-4Hyp-Pro-TyrⅡ、Cx43SP2，Gly-D-Tyr-D-Pro-D-Hyp-Gly-D-Ala-GlyⅢ、Cx43SP3，其结构式如下：Ⅳ、Cx43SP4，包括5种具有RXP-X结构的类似物，具体如下：RXP-A，其氨基酸序列如SEQIDNo.1所示；RXP-B，其氨基酸序列如SEQIDNo.2所示；RXP-C，其氨基酸序列如SEQIDNo.3所示；RXP-D，其氨基酸序列如SEQIDNo.4所示；RXP-E，其氨基酸序列如SEQIDNo.5所示。作为优选，所述信号组分选自放射性同位素、荧光染料、量子点、顺磁性性材料、磁性纳米粒子、超顺磁性材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活体分子成像的方法，所述方法包括：提供Cx43靶向性分子探针，所述Cx43靶向性分子探针由信号组分、Cx43靶向亲和组分以及连接体三部分组成，所述信号组分为可供影像学设备检测的部分，所述Cx43靶向亲和组分为与Cx43特异性结合的多肽部分，所述连接体将信号组分和靶向亲和组分连接起来；用所述的Cx43靶向性分子探针对所述患者待测位置实施光学成像、正电子发射断层成像、单光子发射断层成像、磁共振成像、光声成像、超声成像或其他活体影像学融合成像技术优选PET/CT或PET/MRI。

【技术特征摘要】
1.一种活体分子成像的方法，所述方法包括：提供Cx43靶向性分子探针，所述Cx43靶向性分子探针由信号组分、Cx43靶向亲和组分以及连接体三部分组成，所述信号组分为可供影像学设备检测的部分，所述Cx43靶向亲和组分为与Cx43特异性结合的多肽部分，所述连接体将信号组分和靶向亲和组分连接起来；用所述的Cx43靶向性分子探针对所述患者待测位置实施光学成像、正电子发射断层成像、单光子发射断层成像、磁共振成像、光声成像、超声成像或其他活体影像学融合成像技术优选PET/CT或PET/MRI；所述Cx43靶向亲和组分与Cx43的羧基末端特异性结合；所述Cx43的靶向亲和组分选自：Ⅰ、Cx43SP1，Gly-Ala-Pro-Gly-4Hyp-Pro-TyrⅡ、Cx43SP2，Gly-D-Tyr-D-Pro-D-Hyp-Gly-D-Ala-GlyⅢ、Cx43SP3，其结构式如下：所述连接体选自DTPA、DOTA、DOTAGA、NOTA、NODAGA、TETA、CB-TE2A、Sar或NODA，或利用其他直接的化学反应将信号组件和Cx43亲和组件直接连接；所述Cx43靶向性探针的信号组分选自放射性同位素、荧光染料。2.Cx43的靶向性分子探针，由信号组分、Cx43靶向...

【专利技术属性】
技术研发人员：申宝忠，程震，卜丽红，
申请(专利权)人：申宝忠，
类型：发明
国别省市：