第一部分GE11多肽对表皮生长因子受体阳性的乳腺癌脑转移瘤的靶向性研究目的探讨GE11多肽对表皮生长因子受体(EGFR)阳性的乳腺癌脑转移瘤靶向结合的可行性,为构建特异性靶向乳腺癌脑转移瘤的分子探针寻找合适的靶向基团。方法应用Western blot及流式细胞学方法检测人三阴性乳腺癌脑转移细胞株(MDA-MB-231-BR)的EGFR的表达,采用细胞免疫荧光染色及流式细胞学方法检测荧光标记的GE11多肽对MDA-MB-231-BR细胞株的体外靶向结合特性,并利用皮下荷瘤鼠进行活体水平靶向性验证。结果Westemblot及流式细胞学检测结果显示EGFR在MDA-MB-231-BR细胞株中表达比例为88.6%,呈明显高表达。流式细胞检测结果显示,10μmol/L浓度GE11多肽与MDA-MB-231-BR细胞结合比例为38.4%,结合比例明显高于相同浓度的对照肽;细胞荧光染色结果显示GE11多肽与细胞共孵育后可检测出更强的荧光信号,并且结合具有剂量及能量依赖性。活体实验结果显示GE11多肽在肿瘤部位有较强的信号,其他组织信号较弱。结论 GE11多肽与EGFR阳性的乳腺癌脑转移瘤具有特异性靶向结合特性,为进一步构建靶向乳腺癌脑转移瘤的分子探针奠定了基础。第二部分靶向EGFR分子成像探针的构建、表征及靶向性验证目的乳腺癌脑转移是乳腺癌患者是最严重的结局之一,具有死亡率高、预后差等特点,尤其是三阴性乳腺癌。目前临床上现存的诊断手段对于早期或者病灶较小的乳腺癌脑转移瘤的诊断存在一定的困难。本研究旨在通过构建一种靶向乳腺癌脑转移瘤EGFR的可跨越血脑屏障的双模态分子成像探针,对乳腺癌脑转移瘤进行实时、无创成像,以期实现对乳腺癌脑转移的早期诊断。方法本实验以PAMAM树枝状分子为载体,GE11为EGFR分子靶向肽,Angiopep2为脑靶向肽,Gd3+-DTPA为MR显像剂,IR783为近红外荧光显像剂,设计并合成一种可跨越血脑屏障的靶向EGFR的磁共振/光学双模态分子成像探针。利用人三阴性乳腺癌脑转移细胞株(MDA-MB-231-BR)、人胶质瘤细胞株(U87)及乳腺导管癌细胞株(BT-474)体外验证该分子探针靶向EGFR的特异性;利用三阴性乳腺癌脑转移细胞株MDA-MB-231-BR构建乳腺癌脑转移瘤荷瘤鼠模型,并通过MR和近红外成像进行分子探针的活体分子成像。结果1)细胞免疫荧光染色实验结果显示,当探针浓度为5μmol/L时,Den-Angio-GE11探针组显微镜下可观察到较多的探针红色荧光信号,并随着探针浓度减低,红色荧光信号强度逐渐减低;Den-Angio-GE11探针与MDA-MB-231-BR及U87细胞株共孵育后红色荧光信号强于BT-474细胞组。2)流式细胞学检测结果显示当探针浓度为5μmol/L时,乳腺癌脑转移细胞株MDA-MB-31-BR 与 Den-Angio-GE11 探针组结合比例为 64.2%,Den-Angio 探针组为 22.7%,Den-PEG 探针组为21.6%,Den-Angio-GE11探针组细胞结合比例显著高于对照探针组(P<0.05);U87细胞与5μmol/L浓度Den-Angio-GE11探针结合比例约为47.5%,BT-474细胞与其结合比例约为0.7%,此结果与三种细胞的EGFR表达水平结果相一致。3)乳腺癌脑转移细胞株MDA-MB-231-BR体外磁共振及近红外成像结果显示Den-Angio-GE11探针组信号强度显著高于对照探针组。4)乳腺癌脑转移瘤荷瘤鼠活体近红外结果显示注射探针2h后,荷瘤鼠活体头部荧光信号达到高峰,且Den-Angio-GE11探针组荷瘤鼠头部荧光信号显著高于对照探针组。5)乳腺癌荷瘤鼠活体磁共振成像结果显示注射分子探针5min后,Den-Angio-GE11探针组脑转移瘤T1WI序列可见增强,对照探针组未见明显强化。结论可跨越血脑屏障的靶向EGFR的磁共振/光学双模态分子成像探针可以实现乳腺癌脑转移瘤荷瘤鼠的活体近红外及磁共振成像。作为一种非创伤性成像技术,该分子探针在乳腺癌脑转移的早期诊断中具有潜在的应用价值。