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癌症治疗已进入“靶向治疗”时代,找寻合适的肿瘤“靶试剂”是目前肿瘤研究的重点。噬菌体展示技术是近年来在基因工程研究领域发展起来的用噬菌体展示外源肽或蛋白的一项新技术。自从Smith于1985年,首次将外源肽展示在丝状噬菌体表面,经过近二十年的发展,逐渐成为一个强有力的筛选工具。噬菌体随机肽库是噬菌体展示技术的一个非常重要的分支。利用噬菌体随机肽库已辨别了多条与靶受体特异性结合肽。然而,许多所辨别的肽与肿瘤或靶器官结合的并不理想,即使某些肽是体内直接筛选得到的。
为了更好的理解噬菌体在体内的循环,利用<99m>Tc标记与MAG<,3>相连的phages,并研究<99m>Tc标记的phages在体内的分布。体内分布实验显示,<99m>Tc标记的噬菌体十二肽库主要分布在肝和脾中,而心脏、肌肉、脑和胰腺这些器官或组织中的分布非常低。<99m>Tc-MAG<,3>-phage在胃、肠和骨中的累积,随着时间延长在不断升高,其他器官中的吸收则在不断降低。从5 min到30 min,99mTc-MAG<,3>-phage血中清除迅速。当噬菌体在体内循环足够长的时间后,一些噬菌体颗粒可以穿透血管进入器官或组织并在器官或组织中内在化。总之,根据欲筛选的靶器官和筛选部位,噬菌体生物分布实验结果能够在筛选前确定噬菌体体内循环时间,以期筛选到具有高度专属性和亲和性的靶肽。另外,<99m>Tc标记的脾中三次筛选回收的噬菌体颗粒(phage2)生物分布显示,噬菌体肽库肝脾中的分布并非完全是RES系统对外来颗粒的捕捉,而是具有特异性的。这种特异性不是表现phage2比对照噬菌体随机肽库在靶器官脾中呈现明显富集,而是表现为脾中三轮筛选后,与肝脾外的其他器官相结合的噬菌体颗粒被明显清除。
利用噬菌体展示技术,选则5 min作为噬菌体颗粒体内循环时间,对荷CL-187人结肠癌肿瘤裸鼠进行体内筛选,获得在肿瘤组织中富集的一条十二肽SVSVGMLPSHAP。为了标记<131>I,在N端连接酪氨酸合成了十三肽YP13 (YSVSVGMLPSHAP)。另外,利用单甲基化聚乙二醇(mPEGsooo)对YP13进行化学修饰。RP-HPLC分离纯化YP13、mPEG-YP13和对照随机十三肽YR13(YEDIKPKTSLAFR)<131>I标记产物,放化纯度大于95%。RP-HPLC分析<131>I-YP13和<131>I-mPEG-YP13体内循环60 min后的血清,结果显示乃<131>I-mPEG-YP13体内稳定性优于<131>I-YP13。这三种标记物在正常小鼠以及荷CL-187人结肠癌裸鼠体内分布表明,<131>I-YP13和<131>I-mPEG-YP13在1 h和2 h时的肿瘤摄取远远高于对照肽YR13,二者的瘤血比随时间的延长而升高。<131>I-mPEG-YP13在肿瘤中的摄取随着时间的延长有所改善。因此,放射性碘标记的多肽YP13及其聚乙二醇修饰物可能成为新型结肠癌肿瘤显像剂。由于YP13至2 h时的瘤血比均未大于1,因此,选择1 h作为噬菌体随机肽库在荷鼻咽癌肿瘤裸鼠体内循环时间,辨别了一条十二肽EDIKPKTSLAFR。将tyrosine偶联至十二肽合成了两条十三肽YR13(YEDIKPKTSLAFR)和EY13(EDIKPKTSLAFRY),并且,为了改进这两条十三肽的体内稳定性,它们的衍生物EY13-NH<,2>(EDIKPKTSLAFRY-NH<,2>)和 Fmoc-YR13 (Fmoc-YEDIKPKTSLAFR)也同时被合成,并进行<131>I标记。这四个化合物碘标记物体外稳定性,体内分布,血浆代谢产物及肿瘤中三轮和五轮回收的噬菌体颗粒在荷鼻咽癌肿瘤鼠组织中的分布被研究。虽然Fmoc和NH2都有抑制碘标记肽体内脱碘标记肽体内脱碘几天能,相较于NH<,2>,Fmoc抑制Fmoc-YR13与NPC肿瘤亲和结合。化合物EY13-NH<,2>——EY13C端酰胺在四个化合物中具有最大的血清稳定性,基本不脱碘,获得了较佳瘤血比。鼻咽癌三轮筛选和五轮筛选回收的噬菌体颗粒组织分布显示,phage3或Dhage5比未经筛选的噬菌体肽库在NPC肿瘤中有明显的富集,phage3和phage5分别为对照未经筛选噬菌体肽库的63倍和102倍。实验发现,同源肽EY13能抑制筛选后回收的噬菌体颗粒与鼻咽癌肿瘤的亲和结合。上述实验结果表明,EDIKPKTSLAFR是NPC肿瘤诊断和治疗的靶肽,其应用还需要进一步研究。