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二型代谢型谷氨酸神经受体PET探针及基于SNAP报告基因的细胞示踪技术的开发认领

作者：

张晓飞

学位授予单位：

中山大学

摘要：

第一章二型谷氨酸受体PET探针的开发　　谷氨酸(glutamate)是人体内重要的神经递质，通过与突触前的谷氨酸受体(GluR)结合，激活下游信号通路，负反馈调节谷氨酸的释放。谷氨酸受体分为离子型谷氨酸受体(iGluR)和代谢型谷氨酸受体(mGluR)，每类受体均分多个亚型。研究表明，高选择性作用于代谢型谷氨酸受体2(mGluR2)可实现抗精神失常、抗焦虑、抗抑郁、治疗强迫症、提高认知能力等作用，因此mGluR2作为一种潜在的药物靶点引起了企业界与学术界的广泛关注。开发靶向mGluR2的PET探针，对评估体内mGluR2分布、活性，测定新药靶点占有率，推进药物研发，以及神经系统疾病诊断治疗等方面具有重要价值。　　基于药理学和信号传导机制不同，mGluR可分为三组，其中mGluR2和mGlu3共属于同一组。传统的正性结合(orthostericbinding)基于靶向mGluR2和mGlu3高度保守的谷氨酸结合位点，难以实现亚型间的高选择性。因此变构调节(allostericmodulation)是一种非常有潜力的策略，用以筛选出针对亚型的高选择性结合配体。　　在此项研究中，研究人员基于四氢萘啶杂环结构进行构效关系研究，通过对合成的新型mGluR2别构抑制剂进行活性筛选，得到了其中亲和力最高的两个变构调节剂MG1-1904和MG2-1904结构，并对其进行碳-11放射化学标记从而得到mGluR2靶向型PET探针。体外放射自显影实验显示，[11C]MG2-1904在大鼠脑切片中呈差异性分布，在纹状体、大脑皮层、海马和小脑有高的放射性结合信号，阻断后各脑区信号下降45％-69％，具有良好的体外特异性。大鼠脑PET影像结果显示，该探针可迅速通过血脑屏障，最高摄取量高达2.0SUV，脑区摄取量由高到低依次为纹状体～扣带回＞大脑皮层＞小脑＞脑桥，洗脱速率快。阻断后各脑区差异性分布消失，摄取信号明显降低，表明该探针具有良好的体内特异性，与体外放射自显影实验结果相符。　　第二章基于SNAP报告基因的细胞示踪技术的开发　　嵌合抗原受体T细胞免疫疗法（CAR-T疗法）通过基因改造T细胞对肿瘤进行治疗，对血液肿瘤具有良好疗效。然而CAR-T治疗存在的严重并发症，特别是细胞因子释放综合征、神经毒性和脱靶效应发展迅速且难以预测，危及患者生命。如何检测和调控CAR-T治疗引发的并发症是临床亟待解决的难题。　　本工作基于DNA烷基转移酶标签(SNAP)与苄基鸟嘌呤底物(BG)共价键结合的原理，设计了一种适用于SNAP标签的PET探针18F-Al-NOTA-BG。18F-Al-NOTA-BG通过PEG链接子将靶向SNAP结构的BG与可放射性标记的配体链接，通过Al-F标记获得，放射化学合成产率可以达到32±7％。在小鼠血清中的体外稳定性实验表明18F-BG-surface有较好的体外稳定性。通过构建表达SNAP-GPI标签的人肝癌细胞HCCLM3-SNAP，进行体外细胞摄取实验，发现18F-BG-surface可以高选择性地靶向表达SNAP标签细胞(4.81±0.08％AD/106cellvs.2.26±0.10％AD/106cell)。在进一步的小鼠PET显像实验中，通过皮下注射HCCLM3-SNAP和HCCLM3-Vector细胞利用18F-BG-surface进行体内细胞示踪发现，18F-BG-surface在小鼠体内仍然具有对SNAP标签的高靶向性(1.90±0.05vs.0.55±0.02％ID/g,p＜0.01)。

摘要译文

关键词：

二型代谢型谷氨酸神经受体; PET探针; SNAP报告基因; 细胞示踪技术

学位年度：

2021

学位类型：

博士

学科专业：

核医学科

导师：

樊卫

中图分类号：

Q75[分子遗传学]

学科分类号：

071005[生物化学与分子生物学];071007[遗传学];071012[生物信息与计算生物学]