【背景】胃肠道肿瘤是危害人类健康的最常见恶性肿瘤，多数患者就诊时病情多已处于进展期或晚期，因缺乏其他有效的治疗方式，以往对其的治愈率一直很低，医学科学者也在积极不断的探索和尝试新的有效治疗肿瘤的方法。1971年，Folkman教授提出的“肿瘤生长依靠新生血管生成的学说”[1-2]开创了肿瘤治疗的新领域，随后，围绕肿瘤新生血管抑制疗法研制和筛选出了许多抗体和多肽，但一直缺乏一种特别有效的靶向分子或短肽同时用于肿瘤的诊断和治疗。近年来随着分子影像研究技术的发展，放射性核素标记小分子多肽或单克隆抗体在肿瘤的显影和治疗中已成为更具优势的候选分子，尤其是采用治疗性放射性核素标记靶向性小肽或单抗进行放射治疗更具前景。GX1短肽是我科郅敏等人[3]于2004年利用噬菌体环7肽库体内筛选技术从人胃癌的小鼠肾包膜下异种移植瘤模型中筛选出的环状小肽（氨基酸序列为CGNSNPKSC）。前期各种体内外实验研究[3-7]表明该短肽具有与肿瘤血管内皮细胞靶向结合的能力，但以往的研究着重于GX1性质的鉴定、PEG修饰和⁹⁹Tc^m标记该短肽与肿瘤血管内皮细胞靶向性的研究，而用¹³¹I标记并用于显影和治疗方面的研究还尚未进行，故本课题设计、合成酪氨酸（Tyr）修饰的GX1短肽，研究¹³¹I标记该修饰短肽（Tyr-GX1）在荷瘤裸鼠体内的分子影像和体外放射治疗研究，以探讨将其应用于体内靶向肿瘤血管显像和诊治药物的可能性。【目的】1、化学合成Tyr-GX1短肽，并对其化学性质、受体结合性、靶向性等进行质量鉴定，评价其是否与GX1短肽的性质一致。2、用¹³¹I标记Tyr-GX1短肽，制备¹³¹I-Tyr-GX1同位素探针，并对其标记率、稳定性、放化纯等性质进行鉴定，随后进行SPECT成像和Cerenkov光学成像，评估该探针在体内对肿瘤血管的靶向性。3、初步评估¹³¹I-Tyr-GX1短肽在体外细胞水平是否对共培养内皮细胞有放射抑制作用。【方法】1、根据氨基酸序列人工化学合成Tyr修饰的GX1短肽，并进行质谱分析、化学性质等鉴定；制备生物素标记的Tyr-GX1短肽，细胞免疫荧光实验观察其在内皮细胞（HUVEC）/共培养内皮细胞（Co-HUVEC）的结合表达情况，根据细胞结合的荧光强度评价其对不同细胞的结合特异性；随后用直接标记法将放射性核素^99mTc与Tyr-GX1或GX1短肽标记，尾静脉注射入不同皮下接种SGC7901/Lovo肿瘤细胞的裸鼠模型体内，在不同时间点（4h、8h、12h、18h、24h）观察SPECT成像，利用计算机勾划感兴趣区（ROI）技术，计算不同时间点肿瘤组织与非肿瘤组织的放射性比值（T/NT），进而来证实该修饰肽（Tyr-GX1）在体内的肿瘤血管靶向性。2、应用Iodogen碘标法直接将¹³¹I与Tyr-GX1短肽进行标记，并对其进行标记率、稳定性及放化纯等性质分析，24h不同时间点SPECT成像和Cerenkov光学成像及生物学分布检测，观察¹³¹I-Tyr-GX1短肽是否在荷瘤裸鼠体内具有较好的肿瘤血管靶向性。3、体外细胞实验，应用流式细胞术（FCM）、MTT法检测¹³¹I-Tyr-GX1短肽在不同浓度下对Co-HUVEC的放射抑制作用。【结果】1、质谱分析结果表明合成的短肽确实为Tyr-GX1短肽。细胞免疫荧光结果显示：Tyr-GX1与Co-HUVEC和HUVEC明显结合，而与SGC7901细胞和GES细胞结合较弱；在Co-HUVEC上，Tyr修饰的GX1和单独的GX1结合差异不明显，而与对照组URP相比，差异比较明显。⁹⁹Tc^m分别标记Tyr-GX1、GX1，测定标记率后，尾静脉注射入不同荷结肠癌裸鼠体内，24小时SPECT显像结果显示：⁹⁹Tc^m-Tyr-GX1与⁹⁹Tc^m-GX1显像结果基本相似，裸鼠肿瘤部位从4h开始已显影，于12h和18h最清楚，与⁹⁹Tc^m-URP相比，肿瘤部位摄取明显高于URP对照组，说明Tyr-GX1与GX1相比，也同样具有良好的肿瘤血管靶向性；24h体内生物学分布显示：⁹⁹Tc^m标记的Tyr-GX1/GX1主要分布在肾脏、肝脏和肿瘤，高于其他组织器管，这提示Tyr-GX1和GX1一样都是通过肾脏代谢排出体外；24h时肿瘤组织与非肿瘤组织（肌肉、脑、血液、肝脏、肾脏）的放射性比值（T/NT）显示，肿瘤组织的放射性聚集明显高于脑、肌肉等非肿瘤组织。综上实验结果说明：Tyr修饰的GX1和单独的GX1在结合内皮细胞、靶向性等方面性质没有发生变化。2、Iodogen碘标法结果显示：¹³¹I标记Tyr-GX1的标记率>90%、比活度计算为30ci/mmol （>10ci/mmol）、放化纯>90％，24h不同时间点其稳定性检测，结果显示：至24h时，¹³¹I-Tyr-GX1的标记率在不同溶液中（人血清、鼠血清、PBS、过量EDTA溶液）仍都维持在90﹪左右，表明¹³¹I-Tyr-GX1短肽在体内外具有良好的稳定性。随后，我们将¹³¹I-Tyr-GX1尾静脉注射入荷瘤裸鼠体内进行双模态成像，24h动态SPECT成像显示：肿瘤于12-18h时显影较好，与同条件下对照组¹³¹I-Tyr-RGD相比，具有相似显影结果；体内24h生物学分布显示：标记肽(¹³¹I-Tyr-GX1)在荷瘤裸鼠双肾放射性计数测量最高，其次是肝脏、肿瘤等组织，脑、骨、肌肉等组织放射性计数含量较低；同时，Cerenkov光学成像结果显示荷瘤裸鼠腹腔部位和肿瘤部位显影，结果与SPECT结果基本一致。3、体外细胞抑制和凋亡实验结果显示：Na¹³¹I、Tyr-GX1、¹³¹I-Tyr-GX1在不同浓度下对Co-HUVEC产生一定的抑制作用，且具有剂量浓度依赖关系，其中¹³¹I-Tyr-GX1的作用较强，并在高浓度下对Co-HUVEC有一定的促凋亡和放射杀伤作用。【结论】1、成功设计、合成了单个氨基酸——酪氨酸（Tyr）修饰的GX1短肽，经体内外实验验证，Tyr-GX1在化学性质、结合内皮细胞、肿瘤血管靶向性等方面性质与GX1相比没有发生变化；2、应用Iodogen碘标法成功标记了Tyr-GX1短肽，并获得了具有较高标记率、放化纯和稳定性的放射性核素探针，随后SPECT核素显像和Cerenkov光学成像结果表明¹³¹I-Tyr-GX1可较好的聚集于荷瘤裸鼠体内肿瘤部位，具有良好的肿瘤血管靶向性。3、体外细胞实验结果显示¹³¹I-Tyr-GX1对Co-HUVEC有一定的抑制生长、促凋亡和放射杀伤的作用，且具有浓度依赖性，为后续进行体内荷瘤裸鼠抗肿瘤效应研究奠定了基础，其有望成为一种候选的具有胃肠道肿瘤靶向性的放射性诊治药物。