基于新型靶向性多模态探针对显示脑胶质瘤细胞凋亡的研究

本课题的初步设计在于尝试构建新型具有靶向性的多模态探针，通过分子成像，用于脑胶质瘤放化疗的凋亡监测。我们率先观察替莫唑胺对脑胶质瘤细胞程序性死亡的诱导效应，并证明磷脂酰丝氨酸（PS）参与了这个过程，以期在后期研究中将对PS有高度亲和性的AnnexinⅤ作为靶向造影剂的分子靶向物质。在多模态探针的初步研究当中，我们构建氧化石墨烯为载体的Gd3+磁共振造影剂，通过表征和成像研究，证明其成像能力佳，但直径较大，临床应用受限，遂放弃以氧化石墨烯作为载体，而是尝试将Gd3+和量子点直接相连接。在后续研究中，我们以钆喷酸单葡甲胺（GdPM）为前驱体，利用热解法制备钆-碳量子点纳米粒子（Gd-CQDs）。表征结果显示，制备Gd-CQDs纳米颗粒尺寸约2.4 nm左右，量子产率约3.4%，钆离子含量约为16.7%，具有光致发光性能，且结构稳定可完全分散于水溶液中。说明我们所构建的Gd-CQDs纳米颗粒具有良好的体积，完整性，分散稳定性和光致发光性能。此外，毒性研究显示细胞增殖未见明显抑制，而细胞平均凋亡率和坏死率低，仅在极高浓度组才出现明显升高，动物实验未见明显肝肾功损害，说明了Gd-CQDs纳米颗粒生物学毒性较小，生物相容性好，具有临床应用前景。在细胞和动物水平荧光特性测定发现，当Gd-CQDs纳米颗粒与细胞共孵育后，分别在365、488和545nm的激发波长下，均可呈现荧光。裸鼠皮下注射后应用465、500、535、605和710 nm波长的激发光激发，皮下注射点均可发出的荧光。说明Gd-CQDs纳米粒子荧光效应佳，可用于光学成像。体外弛豫性能研究发现MRI扫描显示随着Gd3+浓度的增加，T1值逐渐减小，图像对比增强度越明显。同浓度Gd-CQDs纳米颗粒和Gd-DTPA相比较，R1值更高。当Gd-CQDs纳米粒子的含钆量为0.1 mM时，该造影剂的纵向弛豫率R1=7.5 L.mM-1S-1，优于临床常用的造影剂Gd-DTPA，因此成像效果优于Gd-DTPA，成像效果显著。说明Gd-CQDs纳米粒子具有较好的体外弛豫性能，可用于MRI成像研究。通过研究，证明我们构建的Gd-CQDs纳米粒子具有良好的表征、光学特点以及MRI成像特点且毒性低，有较好的临床应用可能。下一步研究中，我们需要对其进行靶向化处理，使之成为真正具有靶向性的多模态探针，以用于脑胶质瘤的治疗监测。