基于Plectin1靶向分子探针在胰腺癌MRI诊断中的应用

来源 :泰山医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JK0803zhaozhenhong
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文章从以下两部分进行论述:  第一部分 Plectin1双模态靶向分子探针的构建及性能检测  目的:  合成磷脂聚乙二醇修饰的磁性纳米颗粒(DSPE-PEG·SPIONs),并对其性能进行表征,进而构建基于Plectin1磁性及荧光双模态的靶向分子探针ICG-anti-Plectin1-DSPE-PEG·SPIONs。  材料与方法:  1、油溶性SPIONs的合成:将乙酰丙酮铁、二卞醚、油酸及油胺以适当比例混合,在氮气条件下加热至220℃,维持适当时间继续加热至290℃,维持一定时间后降至室温。将产物置于强磁场上,并向其中加入乙醇反复清洗,继而向溶液中加入氯仿,溶解SPIONs纳米颗粒,室温下保存备用。  2、DSPE-PEG·SPIONs的合成:取上述溶液与DSPE-PEG·SPIONs的氯仿溶液,混合均匀后再加入适量去离子水,70℃水浴条件旋蒸15分钟。用去离子水将SPIONs溶解,置于高速离心机(3000rpm/min,5min)离心,用去离子水洗涤并进行探头超声。用220nm滤膜过滤上述DSPE-PEG·SPIONs水溶液2~3次,再用100nm滤膜过滤1~2次,4℃保存备用。  3、ICG-anti-Plectin1-DSPE-PEG·SPIONs靶向分子探针的构建:量取适当浓度的DSPE-PEG·SPIONs与MES缓冲液混匀呈1ml的均匀溶液,继而向所得溶液中分别加入67μl的EDC溶液及120μl的Sulfo-NHS,将溶液放入恒温振荡器振荡在150rpm条件下振荡30分钟,取出置于超滤离心管中高速离心(4000rpm,3min)2~3次,离心过程中用0.02M的硼酸盐溶液清洗,终溶液配制成1ml的硼酸盐DSPE-PEG·SPIONs溶液。向上述溶液中加入浓度为0.5mg/ml的anti-Plectin1抗体6.84μl,置于摇床4℃条件下100rpm过夜反应,再向溶液中加入1mg/ml ICG100μl,反应过夜,取出后用0.1g/ml的BSA将其封闭,4℃保存备用。  4、DSPE-PEG·SPIONs的性能表征:应用透射电子显微镜(TEM)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)观察纳米颗粒的粒径及晶体结构,振动样品磁强计(VSM)测试磁颗粒的磁学性质,傅里叶变换红外光谱(FTIR)法分析纳米颗粒表面基团,测量DSPE-PEG·SPION的水动力尺寸及DSPE-PEG·SPIONs的胶体稳定性,采用邻二氮菲法测定铁浓度,进行小鼠体内预实验。  结果:  TEM及HRTEM显示DSPE-PEG·SPIONs的核心粒径在9nm~15nm之间,平均粒径12nm,分散性好;振动样品磁强计(VSM)的磁性分析显示DSPE-PEG· SPIONs余磁为0,为超顺磁性材料,其饱和的磁化强度为49.9emμg-1,适合作为MR成像的对比剂;傅立叶红外(FTIR)结果表明DSPE-PEG-COOH成功包覆在Fe3O4磁颗粒的表面;体外弛豫曲线测量的r2值为115.95mM/s,可进行MRI T2成像;体外MRI成像显示,随着anti-Plectin1-DSPE-PEG·SPIONs浓度的增加,T2加权成像信号逐渐减弱;小鼠预实验结果显示注射磁性纳米颗粒后小鼠肝脏信号明显减低。  结论:  双模态靶向分子探针ICG-anti-Plectin1-DSPE-PEG·SPIONs的粒径小、磁学性能较好,胶体稳定性佳且光学特性良好;体内、外实验的结果显示磁性纳米颗粒在T2WI上呈低信号,证明该分子探针可用于MRI T2成像。  第二部分 基于Plectin1双模态靶向分子探针的体外实验研究  目的:  将anti-Plectin1-DSPE-PEG·SPIONs与胰腺癌细胞株MIAPaCa、PANC-1、BxPC-3、人胚肺成纤维细胞株Helf及人胰岛细胞株MIN6共同孵育,对探针的细胞毒性、靶向性及特异性进行细胞水平的探究。  材料及方法:  分别设置转染DSPE-PEG·SPIONs的胰腺癌细胞株MIAPaCa为实验组,人胚肺成纤维细胞株Helf为对照组,采用四氮噻唑蓝比色法(MTT)检测细胞存活能力,并绘制细胞存活率曲线。将磁性纳米颗粒DSPE-PEG·SPIONs、anti-Plectin1-DSPE-PEG·SPIONs分别与MIAPaCa、PANC-1、BxPC-3及MIN6细胞株共同孵育24h,洗涤、收集细胞,进行普鲁士蓝染色,光学显微镜下观察细胞染色状况,从而直观地推断细胞摄铁量的多少。将MIAPaCa、PANC-1、BxPC-3及MIN6细胞株与DSPE-PEG·SPION s、ICG-anti-Plectin1-DSPE-PEG·SPIONs共孵育20小时后,PBS清洗3次去除未结合的纳米颗粒,使用激光共聚焦显微镜拍摄染色的细胞图像。将转染anti-Plectin1-DSPE-PEG·SPIONs的细胞组、转染DSPE-PEG·SPIONs的细胞组、未转染的空白细胞均收集细胞于EP管中,1000r/min离心3min,弃上清,重悬于0.5ml1%的琼脂糖中置于1.5TMR下扫描,测T2信号值。MR扫描参数为:TR=1200ms,TE=100ms,FOV=100×120mm2,data matrix=280×216,slice thickness=3mm,沿管内径勾画感兴趣区(ROI)0.46cm2,测定各管T2值。  结果:  MTT实验显示在DSPE-PEG·SPIONs孵育浓度26ug/ml以下,胰腺癌细胞株MIAPaCa和人胚肺成纤维细胞株Helf均能保持80%以上的活力,结果证明DSPE-PEG·SPIONs细胞毒性低,可被应用于细胞实验;普鲁士蓝染色显示孵育anti-Plectin1-DSPE-PEG·SPIONs靶向探针的胰腺癌细胞较正常胰岛细胞及孵育DSPE-PEG-·SPIONs的胰腺癌细胞组细胞蓝色铁颗粒分布多;激光共聚焦成像的荧光结果进一步显示了孵育ICG-anti-Plectin1-DSPE-PEG·SPIONs靶向探针的胰腺癌细胞有更多的荧光分布,此两者共同说明该靶向探针纳米颗粒能够高效的与胰腺癌细胞结合。磁共振结果显示孵育anti-Plectin1-DSPE-PEG·SPIONs的细胞在MRI T2WI上信号明显降低,各管T2值分别为:探针与Helf细胞孵育组21.8ms、未连接抗体的磁性纳米颗粒组22.3ms、空白Helf细胞组2651.1ms、探针与MIAPaCa细胞组20.6ms、未连接抗体的磁性纳米颗粒组24.1ms、空白MIAPaCa细胞组2570.9ms。  结论:  本实验合成的磁共振靶向分子探针ICG-anti-Plectin1-DSPE-PEG·SPIONs细胞毒性低,荧光显影效果好,能够与胰腺癌细胞特异性结合,较低浓度即可明显降低MRI T2WI信号,是潜在良好的胰腺癌特异性靶向MRI分子探针。
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