Development of a PET radiotracer for non-invasive imaging of the reactive oxygen species, superoxide, in vivo.
Development of a PET radiotracer for non-invasive imaging of the reactive oxygen species, superoxide, in vivo.
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DOI：
10.1039/c3ob42379d
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发表时间：
2014-07-07
影响因子：
3.2
通讯作者：
Mach RH
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chu W;Chepetan A;Zhou D;Shoghi KI;Xu J;Dugan LL;Gropler RJ;Mintun MA;Mach RH
活性氧 (ROS) 与多种人类疾病状态和药物毒性的发病机制有关，但开发用于研究体内 ROS 生物学的成像工具仍然是一个挑战。在这里，我们合成并验证了一种新型 PET 示踪剂 (12) 及其 18F 放射性标记版本 [18F]12，以允许对体内超氧化物进行 PET（正电子发射断层扫描）成像。 ROS 反应动力学的初步分析发现，化合物 12 被超氧化物快速选择性氧化，但其他 ROS 则不然。对暴露于癌症化疗剂阿霉素 (DOX) 的 EMT6 细胞进行的细胞培养研究表明，化合物 12 是细胞中超氧化物的敏感且特异的探针，该药物可激活超氧化物生成酶 NADPH 氧化酶。对 DOX 诱导的心脏炎症小鼠的心脏进行 microPET 成像，观察到 DOX 治疗小鼠的 [18F]12 氧化程度是对照组的 2 倍（p=0.02），该结果通过随后从小鼠中取出的器官的分布研究和 [18F] 放射性化合物的 HPLC 分析得到证实。这些数据表明化合物 12 是一种有用的 PET 示踪剂，可用于体内 ROS 成像。
Reactive oxygen species (ROS) have been implicated in the pathogenesis of a wide range of human disease states and drug toxicities, but development of imaging tools to study ROS biology in vivo remains a challenge. Here we synthesized and validated a novel PET tracer (12) and its 18F radiolabeled version [18F]12 to allow PET (positron emission tomography) imaging of superoxide in vivo. Initial analysis of ROS reaction kinetics found that compound 12 was rapidly and selectively oxidized by superoxide, but not other ROS. Cell culture studies in EMT6 cells exposed to the cancer chemotherapeutic agent Doxorubicin (DOX), which activates the superoxide-generating enzyme, NADPH oxidase, showed that compound 12 was a sensitive and specific probe for superoxide in cells. The microPET imaging of heart in mice with DOX-induced cardiac inflammation observed 2-fold greater oxidation of [18F]12 in the DOX-treated mice compared to controls (p=0.02), the results were confirmed by distribution studies on organs subsequently removed from the mice and HPLC analysis of [18F] radioactivity compounds. These data indicate that compound 12 is a useful PET tracer to imaging ROS in vivo.
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