《叶酸受体亚型高效介导的靶向肿瘤成像和治疗》由会员分享，可在线阅读，更多相关《叶酸受体亚型高效介导的靶向肿瘤成像和治疗（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、? ? ?中?国?科?学?基?金? ? ? ?年?学科进展?叶酸受体亚型高效介导的靶向肿瘤成像和治疗?费学宁?张?勇张宝莲? 天津城建大学材料科学与工程学院?天津? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 本文于? ? ? ?年?月? ?日收到? 摘?要?叶酸受体? ? 在肿瘤细胞表面过度表达? 而在正常细胞中则几乎不表达或微量表达? 叶酸受体可作为靶点用于肿瘤识别和抗癌药靶向投递?然而? 叶酸和叶酸结合物对? ? ? ?和? ? ? 亚型结合能力相似? 且这两种主要的? ?亚型可同时在生物中表达? 造成叶酸对肿瘤组织或炎症区域不
2、能选择性地靶向治疗和成像?因此? 研究? ?亚型与叶酸及其类似物特异性结合关系将对提高癌症识别特异性和抗癌药靶向投递效率具有重要意义?本文阐述了? ?亚型在肿瘤组织的分布特性? 与配体特异性作用机制? 介绍了近几年来? ?亚型介导的肿瘤靶向光学成像技术和肿瘤靶向治疗技术的研究进展?指出了当前研究存在的问题和今后发展的方向? 关键词?叶酸受体? 亚型? 肿瘤? 高效介导? 肿瘤成像? 靶向治疗?引言在美国? 癌症是除心血管疾病外的第二大主要致死原因? 每年死于癌症的美国人多于? ?万?但最近美国癌症调查报告? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?显示? 美国的癌症发
3、病率和死亡率呈持续下降的趋势? 而早查? 早治是美国近年来癌症死亡率下降的主要因素?在对癌症的诊断和化疗治疗中? 靶向识别和靶向抗癌药物投递介导效率一直是关心的热点问题?随着肿瘤发生发展机制的阐明? 一些肿瘤细胞特有的分子靶点已成为肿瘤显像或筛选特效抗癌药物的有效工具?分子生物学和分子病理学研究揭示? 多种肿瘤细胞表面高水平表达叶酸受体? ? 而其在正常组织中不表达或低表达?叶酸和? ?在生理条件下具有很高亲和作用? 当叶酸与载体结合生成偶联物后? 可经与游离叶酸相同的途径进入表达有叶酸受体的细胞? 可以广泛用于肿瘤靶向显像和靶向治疗?由于? ?的介导特性? 在癌症标记和抗癌药靶向投递方面引起
4、强烈关注? ? ?亚型的配体的结合位点存在很大差异? ? 因此?加强? ?亚型的研究对癌症治疗时减少非靶组织的摄入和药物的毒副作用有非常重要的意义? ?叶酸受体有四种亚型? ? ? ? ? ? ? ? ?和? ? ? ?癌组织主要以? ? ? ?和? ? ?两种亚型为主?其中 ? ? ? ?主要在卵巢癌? 肺癌? 子宫癌等上皮组织的恶 性肿瘤中过量表达? ? ?在胎盘? 单核细胞和巨噬 细胞上可调? 且这两种亚型在同一有机体上可同时表达?恶性肿瘤患者可能会同时受到炎症性疾病的折磨? 在炎症区域积累活化巨噬细胞而高度表达? ? ? ?由于叶酸和叶酸偶联物对? ? ? ?和? ? ?这两种亚型的叶
5、酸受体具有相近的亲和力? 使得它不能选择性地将治疗和显像药剂靶向投递至肿瘤细胞或炎症区域? ?然而研究表明? 不同形式的叶酸对? ? ? ?和? ? ?展现出不同的亲和力? ? ?因此?对叶酸及叶酸偶联物改性以改善其对肿瘤靶向作用的专属性? 具有重要的试剂应用意义?本文在课题组前期工作? ? ?基础上? 针对两种主要? ?亚型结 构与性能之间关系? 探讨特异性靶向探针的作用机制? 介绍近年来特异性靶向探针研究进展? ?亚型的结构与配体的专属关系人类叶 酸 受 体 是 一 种 通 过 聚 糖 磷 脂 酰 肌 醇? ? ? 锚着在膜上的糖蛋白?最常见有?两种亚 型?其中?亚型与人类乳腺及? ?细胞
6、中的蛋白相同? 分子量为? ? ? ? ? 由? ? ?个氨基酸组成? 信号肽?第?期费学宁等?叶酸受体亚型高效介导的靶向肿瘤成像和治疗? ?可能含有? ?个氨基酸残基? 其中? ?个半胱氨酸可能形成?个二硫键? 与受体和配体的结合有关?个 可能糖基化位点位于? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?中?亚 型分子质量为? ? ? ? ? 由? ? ?个氨基酸组成? 信号肽可能含有? ?个氨基酸残基? ?个半胱氨酸可能形 成?个二硫键?个可能的糖基化位点位于? ? ? ?和? ? ? ? ?两种亚型受体约有? ?的同源性? 这两种? ?亚型主要差别位于?个末端未翻译区? 同时? 编 码同一
7、个氨基酸的密码子也不尽相同? ?通过研究?和?型? ?亚型的氨基酸残基发现? ? ? ?在? ?位? ? ?位和? ? ?位等氨基酸位点上的氨 基酸种类是造成?与?型受体功能差异的关键因素? ?型? ?上这三个位点的氨基酸分别为丙氨酸? ? ? ? 缬氨酸? ? ? 和谷氨酸? ? ? ? 而?型? ?相应位置上分别为亮氨酸酸? ? ? ? 甘氨酸? ? ? 和苯丙氨酸? ? ? ? ? ? ? ? ?等? ?通过对与?型叶酸 受体相类似的一类蛋白质? ? ? ? 鸡核黄素结合蛋白? 为模版分子模拟验证显示? ? ? ?型叶酸受体在? ?位? ? ?位和? ? ?上的丙氨酸? 缬氨酸和谷氨酸形
8、 成了一个三角的空腔? 这个空腔可以用来包结叶酸分子?蛋白质分子模拟过程见图?作为? ?的配体? ? ?叶酸? 分子上有两个羧基位置 可 以 作 为 活 性 位 点 与 目 标 物 偶 联? ? ? 即? ? ? ?和? ? ?叶酸分子结构中的蝶酸部分 对? ?也具有很好的靶向结合特性? ?叶酸受体的?及?两种亚型对叶酸及衍生物表现出立体特异 性?和?受体亚型与同一种配体结合位点存在很 大差异? ? ? ? ? ?等? ? ?研究了不同亚型叶酸受体? ? ? ?和? ? ? 与叶酸及其衍生物亲和力差异?实 验结果发现? 对? ? ? ?而言? 它对? ? ?甲基四氢叶 酸? ? ? ?甲酰基四
9、氢叶酸以及甲氨蝶呤? 氨甲叶 酸? 的亲和力是? ? ?的? ?倍? ? ?倍和? ?倍?但 它与? ? 型? ?甲基叶酸和? ?甲酰基四氢叶酸的亲和 力? 只是? ? ?型受体的?倍和?倍? 相反? 对? ? ?而 言? 它与? ? 型? ?甲基四氢叶酸和? ?甲酰基叶酸的 亲和力比? ? 型分别要强?倍和? ?倍?因此? 可以 通过叶酸不同位点修饰? 或者选用叶酸还原产物的衍生物可以构建? ? ? ?专属探针? 提高癌症检测灵敏度?叶酸及其衍生物的结构如图?所示?图?蛋白质? ? ? ?分子模拟示意图图?叶酸及其衍生物结构示意图? ? ?中?国?科?学?基?金? ? ? ?年? ?亚型特异
10、性识别探针作用机制由于两种主要的亚型受体?和?对不同的配体表现出立体特异性? 且? ? ? ?和? ? ?的配体结合位 点存在很大的差异?利用这一点? 可以设计针对特定受体亚型的特异性靶向探针? 图? ?研究者通过改性叶酸的方法来改善叶酸及叶酸偶联物对叶酸亚型的专属性?如? ? ? ? ? ? ? ? ? ?等? ?将叶酸还原并烷基化得到? ?二甲基四氢叶酸? 作为 靶向配体? 这一配体可将显像剂和化疗药物靶向投递至表达? ? ? ?的肿瘤细胞? 同时避免表达? ? ?的 活化巨噬细胞对这一配体的摄取?对此发现? ? ? ? ?螯合物选择性地表达? ? ? ?肿瘤细胞上富 集? 然而? ? ?
11、 ? ?叶酸螯合物则同时在表达? ? ? ?的肿瘤细胞核表达? ? ?的炎症区域富集? ? ? ? ?介导吸收叶酸或其复合物的机理是内吞作用? ? ? ?在细胞膜表面聚集成簇? 叶酸与其配体? ? ?结合后再细胞膜表面形成凹陷? 在细胞内形成内囊? 由于内囊酸性的增加? 叶酸从受体上分离? 利用酸性梯度产生的能量配体就进入细胞内? 而? ? ? ?重新回到细胞表面? 循环这种转运过程? 而? ? ? ?分子则通过还原叶酸载体? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 排除细胞外? ?图?叶酸亚型靶向探针结构示意图? ?亚型介导的肿瘤靶向成像及治疗技术
12、? ? ?亚型介导肿瘤靶向成像 受体介导的肿瘤靶向成像就是以肿瘤细胞表面特异性的受体为靶点? 以受体对应的配体或配体结合物为载体? 利用受体和配体特异性反应? 将靶向探针受体表达阳性肿瘤细胞的一种成像技术?目前?人们对? ?亚型介导的诊断显影剂包括放射性核素和荧光染料? ? ?放射性核素成像 放射性核素因其选择投递的优势而用于肿瘤组织的定位? ? ? ? ? ? ? ? ? ?等? ?通过把? ?二甲基 四氢叶酸衍生物? ? ? ? ? 注射到通过移植表达? ? ? ?的小鼠体内? 证明?对? ? ? ?的结合能力 大 于? ? ? 图? ?通 过 把? ? ? ? ? ? ? ?和? ? ?
13、 ? ?注射到小鼠体内通过肿瘤和炎症区域的成像? 结果显示共轭?的? ? ? ? ?螯合物主要在肿瘤组织中成像? 这表明? ? ? ? ?可以用来区分肿瘤位点和炎症位点?图? ? ?二甲基四氢叶酸? ? ? ? 和? ? ? ? ? ? ? ?结构? ? ?荧光染料成像 荧光探针的开发? 为肿瘤的诊断? 疗效评价和预后预测提供了重要的信息?叶酸分子偶联荧光染料? 通过叶酸受体的特异性作用进入细胞? 从而实现靶向 成 像? ? ? ? ?等? ?使 用 叶 酸 连 接 荧 光 剂? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 的靶向
14、探针? 结构 如图?所示? 标记过度表达? ? ? ?在卵巢癌细胞? 从而实时观测肿瘤位置? 提高手术的精准性?图?叶酸? ? ? ? ?结构?第?期费学宁等?叶酸受体亚型高效介导的靶向肿瘤成像和治疗? ? ? ?亚型介导的肿瘤治疗? ?亚型不仅有潜力作为肿瘤影像学诊断的靶 点? 还可以作为抗癌治疗的靶点? 如化疗? 基因治疗?免疫治疗?靶向治疗在提高药物的疗效和降低毒副作用方面效果明显?将药物与靶向载体偶联后? 可以减少药物在正常组织器官的富集? 提高药物的安全性? ? ?叶酸 化疗试剂 刘小海等? ? ?将垂体腺瘤进行原代细胞培养?与叶酸靶向显影剂? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
15、 非叶酸靶向显影剂? ? ? ? ? ? ? ? ? 游离? ? ? ? ? ? ?及? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?加? ?游离 叶酸共孵育? 观察各类型肿瘤细胞摄取各型? ? ? ? ? ? ?的能力?利用梯度浓度的? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?及? ? ? ? ? ? ?加? ?游 离叶酸孵育细胞? ? ?后? ? ? ? ?法检测细胞活力?并依据细胞生长抑制曲线获得? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 值?收集? ? ?浓度各型阿霉素 制剂处理的细胞样本行凋亡检测? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
