分享一篇由江苏省原子医学研究所创新药物研究中心林建国研究员和邱玲研究员研究团队在《欧洲核医学与分子影像杂志》报道的神经纤毛蛋白-1（NRP-1）靶向特异性多肽类PET探针[68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2，该探针可实现三阴性乳腺癌MDA-MB-231中NRP-1表达的在体无创、实时动态、定量可视化检测，以筛选及指导三阴性乳腺癌的治疗和预后评价

研究目的

Neuropilin-1 (NRP-1) 是一种多功能蛋白，参与血管生成、肿瘤发生和免疫调节等多种生物学过程。它通常在许多癌细胞系中过度表达，并与乳腺癌的预后不良相关。正电子发射断层扫描 (PET) 是一种先进的成像技术，能够实时、动态、定量且无创地检测肿瘤相关分子的功能和代谢。为了提高乳腺癌的早期诊断水平并评估其预后，一种基于 NRP-1 靶向肽的示踪剂 [68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2的设计旨在通过PET成像灵敏且特异地检测体内NRP-1的表达。

研究方法

通过计算机模拟和微尺度热泳（MST）分析设计了靶向NRP-1的肽段NOTA-PEG4-CK2，并进一步用68Ga进行放射性标记，以制备示踪剂[68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2。放射化学收率 (RCY)，放射化学纯度 (RCP)，摩尔活性 (Am），脂水分配系数（Log P）和[的稳定性68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2被评估。通过体外细胞摄取实验、体内PET成像以及阻断实验，研究了该示踪剂对NRP-1的靶向特异性。同时，在体外和体内研究了该示踪剂监测化学药物诱导的NRP-1表达动态变化的能力。此外，还进行了离体生物分布、放射自显影、蛋白质印迹和免疫荧光染色，以研究[68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2对NRP-1的特异性。

研究结果

[68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2的设计与合成具有高RCY（> 98%）、高稳定性（RCP > 95%）以及对NRP-1的高亲和力（KD= 25.39 ± 1.65 nM）。体外细胞摄取实验表明，示踪剂[68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2能特异性结合NRP-1阳性癌细胞MDA-MB-231（2小时为1.04 ± 0.04%），而非NRP-1阴性癌细胞NCI-H1299（0.43 ± 0.05%）。体内PET成像显示，[68Ga]Ga-NOTA-PEG4-在注射后10分钟，MDA-MB-231异种移植瘤中的CK2（4.16 ± 0.67%ID/mL）显著高于NCI-H1299异种移植瘤（1.03 ± 0.19%ID/mL），且在注射后60分钟，前者的肿瘤/肌肉摄取比（5.22 ± 0.18）高于后者（1.07 ± 0.27）。预先使用非放射性前体NOTA-PEG处理的MDA-MB-231异种移植瘤4-CK2对[的肿瘤摄取极低68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2（注射后10分钟，1.67 ± 0.38%ID/mL）。细胞摄取实验和PET成像均显示，SB-203580治疗可有效抑制乳腺癌MDA-MB-231细胞中的NRP-1表达，且能通过[68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2灵敏检测。离体分析也证实了[68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2对MDA-MB-231异种移植瘤中NRP-1表达具有高度的特异性和灵敏度。

1.[68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2的体外特异性分析

 通过细胞免疫荧光和蛋白免疫印记实验，筛选出NRP-1表达阳性的三阴性乳腺癌细胞系MDA-MB-231和NRP-1表达阴性的非小细胞肺癌细胞系NCI-H1299。放射性细胞摄取实验表明，探针[68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2可特异性靶向结合NRP-1高表达的MDA-MB-231肿瘤细胞。

2.[68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2的体内PET成像 

MDA-MB-231和NCI-H1299荷瘤鼠模型体内PET成像及阻断实验研究显示，探针[68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2能有效区分NRP-1不同表达的肿瘤，在阳性模型阻断组中肿瘤摄取显著降低，进一步证实了探针[68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2对活体内NRP-1的靶向特异性。

3.监测化疗调控NRP-1表达的变化 

实验表明，化疗药物SB-203580（MAPK抑制剂）可呈剂量依赖性调控乳腺癌MDA-MB-231中NRP-1的表达水平。细胞摄取实验和三阴性乳腺癌模型动物体内PET成像显示，探针[68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2能够灵敏特异地检测到NRP-1表达经化疗药物SB-203580调控的动态变化。

研究结论

一种具有前景的靶向NRP-1的PET示踪剂[68Ga]Ga-NOTA-PEG4-CK2被成功制备。它在监测NRP-1表达的动态变化方面表现出显著的特异性和灵敏度。因此，它能为NRP-1相关癌症的早期诊断和癌症患者的预后评估提供有价值的信息。