肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展

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细胞凋亡的活体成像研究进展

ｍａｇａｔｌｏ［］ＨｕＰｔｏ，０５３（）６６ｌｎｎａｍａＪ．ｍａｈｌ２０，６６：７．ｉｍｅｎ［１ＡｔｂＹ，ｅｎｉｌＣ，ｔｎｏ－ｒｎＳｅａ．ｓ２］ｎｅｙＥＧｒｅｆｄＮａａｓｎＹａｏ，ｔ１Ｖａ一ｅ
１分子成像的基本技术靶向或分子影像技术涉及到一些常规的成像技术，特异用
技术使得分子信息和解剖结构在同一影像内融合。其主要
的缺点是敏感性较低，可在一定程度上通过使用靶向分子来但放大信号强度。目前，已有几个专用于ＭＲ的分子成像试剂Ｉ进入ｌ前及ｌ临床临床试验。光学分子影像是利用荧光或者生物发光探针，其是近红尤外荧光由于可减少组织散射、减及自发荧光，得穿透力大衰使大增加（大至１ｃ［＿最０ｍ）１。光学成像不涉及电离辐射，有价０具廉和高通量等优势。然而，组织穿透力是其限制因素，能低可是其至今未在临床应用的主要原因。然而，学技术可使新一光代的分子成像试剂用于黏膜表面的内镜检查，为大部分肿瘤因都是来自黏膜表面的细胞ｌ。】
２３１２
ｃａｎｔｌａｇｒｕｌｒｅｄｏｈｅｉｌｏｗｔｆｃｏｅｉｅｍａｇｒｈａｔｒ，ｐｄｒｌｏｗｔｆｃｏｈａｔｒａｄｆｂｒｂｌｓｏｗｔｆｃｏｒ４ａｎｉｏａｔｇｒｈａｔ－ｎｄ — ０ｓｉｕｌｔｒｐｈｔｍａｅｔｏｏ— １ｂｌｓｐｌｓｉｇｎｃｉａｏｒｙｔｍａｍｅａｌｐｒｅｎ— ａｔａｍｎｏｅａｔｖｔｓｓｅｎｄｔｌｏｏｔｉ

荧光探针在细胞成像中的应用研究

荧光探针在细胞成像中的应用研究随着生物学、化学、物理学等学科的发展，的确有越来越多的技术和方法用于探测、识别和描述生物体系中微观细节。

在这些涉及生物体系的技术中，有一种非常常用的技术：荧光。

由于荧光可以通过荧光显微镜等工具进行成像，所以被广泛应用于细胞成像。

而荧光探针作为荧光技术中的重要一环，其在细胞成像中的应用也引起了很多研究者的关注。

一、荧光探针的原理荧光探针能够通过与目标物相互作用而发生比荧光显微镜更方便和准确的发光效应。

因此，它在生物学的各个领域都有使用。

荧光探针可以通过吸收光子并激发成高能状态，之后重新发射荧光，从而显露出其自身存在的信息。

其中荧光的发生是由荧光分子中的定域激发的势能状态转移到其他状态引起的，这些高能状态的能量交换最终导致荧光发生。

在细胞成像领域中，荧光探针一般可用于以下几个方面：1.可用于探测特定生物分子的存在性及其在细胞中的分布情况。

2.可用于研究细胞的功能状态，比如荧光变化可能反映细胞内部不同化学物质的交互作用或共局域化。

3.可用于研究细胞间相互作用，荧光探针能够实现多种信号转换，从而研究细胞间的相互作用的程度和效果。

二、荧光探针的分类按照用途分类，可以将荧光探针分为下列几类，常见的荧光探针包括了蛋白质和DNA上的染色体荧光蛋白，荧光源，配体标记，细胞膜指示剂和选体等等。

它们可以用于生物学的各个领域，包括蛋白质结构解析，降解和合成、细胞信号转导，细胞凋亡，细胞增殖以及肿瘤细胞测量等。

1.染色体荧光蛋白染色体荧光蛋白指的是由特定基因编码的荧光蛋白，用于标记靶细胞的某些细节。

例如，绿色荧光蛋白（GFP）是在青蛙卵母细胞中首次发现的一种荧光蛋白，它可用于非侵入性地标记细胞中某些特定细节（比如软骨细胞中仅有的一组胆固醇基础树脂化细胞、神经元中的长胶质形态、心肌细胞中的可变性党参膜和肝细胞中各种细胞器）。

2.荧光源和配体标记荧光源和配体标记涉及到一种荧光探针，可用于观察细胞或者分子之间的交互作用。

细胞凋亡小分子PET显像剂的研究进展

ＲｅｅｒｈＰｒｇｅｓｏｍａｌＭｏｅｕｅＰＥＴｏｅｏｓａｃｏｒｓｆＳｌ— ｌｃｌＰｒｂｓｆｒＡｐｏｏｉｍａｉｐｔｓｓＩｇｎｇ
ＨＵＡＮＧｎ — ｉｇ，ＷＡＮＧｎ —ｉｎＴｉｇｔｎＨｏｇｌｇ，ＴＡＮＧｎ — ｕａＧａｇｈａ
分子探针及其最新研究应用进展。
关键词：胞凋亡；分子显像剂；电子发射断层显像（Ｅ）细小正ＰＴ
中图分类号：８７Ｒ１文献标志码：Ａ文章编号：１０－５２２１）４０４一６００７１（Ｏ１Ｏ—２Ｏ０
第２４卷第４期
２１０１年１月１
同位素
ＪｕｎｌｏｓｔｐｓｏｒａｆＩｏｏｅ
Ｖｏ．４ＮＯ４１２．
ＮＯ２ＯＶ．１１
细胞凋亡小分子ＰＴ显像剂的研究进展Ｅ
黄婷婷，红亮，刚华王唐
Ａｔｐｅｅｔｏｉｒｎｅｉｓｏｏｇａｈ（ＥＴ）ｉｈｓｄａｃｄｍｏｅｕａｍａｉｇｒｓｎ，ｐｓｔｏｍｓｉｎｔｍｏｒｐｙＰｓｔｅｍｏｔａｖｎｅｌｃｌｒｉｇｎ
ｔｃｎｌｇｅｈｏｏｙ．ａｄｉｉｏｎｎｉｖｓｖｅｅｔｎｏｅｌａｏｔｓｓｕｉｇｔｅａｏｔｔＥＴｎｎｖｖｏ —ｎａｉｅｄｔｃｉｆｃｌｐｐｏｉｓｎｈｐｐｏｉＰｏｃｔａｅｓｈｓｂｃｍｅｆａｉｌｎｒａｉｙＴｈｒｆｒ，ｄｖｌｐｎｆｎｗｍａｌｍｏｅｕｅＰｒｃｒａｅｏｅｓｂｅｉｅｌ．ｔｅｅｏｅｅｅｏｍｅｔｏｅｓｌ — ｌｃｌＥＴｐｏｅｌｂｎｉｏｔｎｅｅｒｈｆｅｄｏｌｃｌｒｉｇｎ．Ｔｈｓｒｖｅｍａｎｙｄ — ｒｂｓｗｉｅａｍｐｒａｔｒｓａｃｉｌｆｍｏｅｕａｍａｉｇｌｉｅｉｗｉｌｅｓｒｅｈｔｔｆｔｅａｔｏｍａｌｏｅｕｅＰＥＴｒｂｓａｄｔｅｒａｐｉａｉｎｏａｏｔｓｓｃｉｓｔｅｓａｅｏｈｒｆｓｌｍｌｃｌｂ — ｐｏｅｎｈｉｐｌｔｓｔｐｐｏｉｃｏ

RGD 在肿瘤治疗中的研究进展

RGD肽可抑制内皮细胞的增殖及其与ECM 的黏附，从而抑制肿瘤血管形成。
Chavakis等证实RGD肽能完全抑制低氧诱导条件下早期血管内皮生长因子（VEGF）的促血管生成作用。
RGD 肽作为载体在肿瘤治疗中的应用
作为RGD肽的受体，αvβ3整合素在肿瘤血管内皮细胞上大量表达，它不仅是血管内皮细胞标志物，而且在血管生成过程中起重要作用，可作为肿瘤血管导向治疗的药靶。配体 RGD肽则作为载体，携带着效应分子，抑制肿瘤生长和新生血管的形成。
iRGD
iRGD(immobilized RGD) 肽的序列为CRGDRGPDC, 其中的RGD 序列具有整合素靶向的功能, 能够靶向到整合素表达较高的肿瘤部位，而经过肿瘤附近特定酶切割之后的R 残基片段,则能够与肿瘤细胞表面的NRP1(神经纤毛蛋白受体) 相互作用, 介导发生细胞膜穿透效应。利用iRGD 肽直接与药物或分子探针联合加入，打到靶向治疗肿瘤的效果。
Poethko 等发现 RGDfE 二聚体 [c(RGDfE)-HEG]2–K 较单体 c(RGDfE)-HEG 靶向能力强。
Boturyn 等报道了一系列的环状 RGDfK 四聚体，并发现增加肽的多样性可以显著的增强ανβ3的亲和力及细胞的内摄作用。
Chen 等报道了64Cu 和18F 标记的环状 RGD 肽四聚体八聚体用于肿瘤的 PET 显像。
rgd肽对肿瘤细胞粘附及迁移的抑制作用粘附是肿瘤侵袭和转移的始动因素在肿瘤侵袭三个相互协调的基本过程中肿瘤细胞首先通过膜表面受体integrinscadherins和laminin受体等粘附于基底膜及细胞外基质的成分纤维粘连蛋白fibronectinfn层粘连蛋白lamininln和iv型胶原蛋白typeivcollagen上然后肿瘤细胞以蛋白酶降解基底膜和基质最后定向运动穿越基底膜和基质并经血道和淋巴道向远处转移

半胱天冬酶3_靶向分子影像探针在肿瘤细胞凋亡监测中的应用进展

半胱天冬酶3靶向分子影像探针在肿瘤细胞凋亡监测中的应用进展奚鸿杰1，2，华迪1，2，蔡舒玥1，2，谢佺1，2，邱玲1，2，林建国1，21 南京医科大学药学院，南京211166；2 江苏省原子医学研究所摘要：细胞凋亡与恶性肿瘤的发生、发展密切相关。

因此，早期动态监测细胞凋亡对恶性肿瘤治疗效果评估以及指导后续治疗具有重要意义。

分子影像是一种新兴的无创显像技术，能够可视化单个分子或特定细胞亚群，从而反映活体状态下分子水平变化。

半胱天冬酶3（Caspase-3）是细胞凋亡的半胱天冬酶级联反应过程中至关重要的死亡执行蛋白酶，能够启动细胞内蛋白的特异性降解，从而诱导细胞凋亡。

设计靶向Caspase-3的分子影像探针，能够实时监测治疗过程中肿瘤部位Caspase-3表达，精准评估治疗效果，从而为个体化治疗提供可靠依据。

根据与Caspase-3不同的作用方式，Caspase-3分子影像探针主要分为Caspase-3抑制剂类和Caspase-3多肽底物类分子影像探针。

这两类探针对Caspase-3均具有良好的靶向特异性和选择性，已成功应用于实时显像小鼠或人体治疗早期的肿瘤细胞凋亡。

但这些探针仍有一定不足，如灵敏度低、组织背景高、代谢速度快等，尚需进一步优化。

关键词：恶性肿瘤；分子影像探针；半胱天冬酶3；细胞凋亡doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2024.13.025中图分类号：R730 文献标志码：A 文章编号：1002-266X（2024）13-0102-05恶性肿瘤是严重威胁我国居民健康的重大公共卫生问题之一。

正常情况下，生物体内的细胞增殖和凋亡维持动态平衡状态［1-2］。

细胞增殖失控或凋亡受阻可导致恶性肿瘤的发生，而通过调控信号通路或相关蛋白表达诱导细胞凋亡是许多抗肿瘤药物的主要作用机制之一［3-5］。

然而，传统的细胞凋亡检测或评价方法，如TUNEL法和肿瘤细胞形态学观察，存在操作流程繁琐、医生主观判断差异、各种原因所致假阳性结果等局限性，有可能使患者错过最佳治疗时机［6］。

PET小分子凋亡显像示踪剂的研究进展

PET小分子凋亡显像示踪剂的研究进展王腾腾;张锦明;张涛;柳曦;周乃康【摘要】凋亡是细胞的程序化死亡过程。

研究表明,小分子凋亡显像示踪剂可以帮助临床医师早期诊断疾病、检测疾病的进展、治疗后早期评估疗效、协助开发新的治疗方案、指导肿瘤个体化治疗。

虽然临床上迫切期望一种理想的小分子凋亡显像PET示踪剂问世,但是一直未能实现,主要是因为临床应用的苛刻要求,包括对凋亡细胞的检测具有较高特异度和灵敏度、合理的生物学分布、药物的安全性、与放射性标记物的兼容性、常规PET设备的显像等。

目前小分子凋亡显像PET示踪剂主要分为3类：显示凋亡蛋白活性的示踪剂、检测线粒体跨膜电位破坏的示踪剂和反应膜改变印记的示踪剂。

【期刊名称】《解放军医学院学报》【年(卷),期】2015(036)006【总页数】3页(P637-639)【关键词】凋亡显像;小分子探针;正电子发射断层显像术【作者】王腾腾;张锦明;张涛;柳曦;周乃康【作者单位】解放军总医院胸外科,北京100853【正文语种】中文【中图分类】R445细胞凋亡不是随机、混乱的细胞死亡，而是程序化、有规律的生物学过程。

许多因素可以促发细胞凋亡，包括生理性和病理性的。

细胞发生凋亡时首先转变成成簇的膜包裹的颗粒(凋亡小体)，然后被巨噬细胞吞噬[1-2]。

细胞凋亡主要途径：1)线粒体途径：线粒体膜渗透性改变，不可逆的膜去极化，导致细胞色素C释放，并激活凋亡蛋白酶(Caspases)系统；2)死亡受体途经：许多配体(肿瘤坏死因子、坏死因子相关的凋亡诱导配体、FAS配体)与细胞膜上的死亡受体结合，通过信号传导激活Caspases系统。

能够标记到凋亡细胞的示踪剂可以帮助早期诊断疾病、监视疾病进展、评估治疗效果。

一个好的临床凋亡显像示踪剂应该集成多种特征：1)对凋亡细胞具有较高的灵敏性和特异性：能够早期检测出凋亡细胞，并能区分凋亡细胞与坏死细胞；2)有效性：静脉注射后能够充分、快速地分布到全身，检测出机体的凋亡细胞，并在非靶向目标器官快速清除，具有良好的信背比；3)安全性：无毒，不引起免疫反应；4)稳定性：在机体内很少被代谢掉[3]；5)与常规临床PET具有兼容性。

靶向肿瘤治疗的新型荧光成像探针研究

靶向肿瘤治疗的新型荧光成像探针研究随着人们生活水平的提高和生活方式的改变，癌症的发病率不断上升，并成为世界最致命的疾病之一。

因此，寻找治疗癌症的新方法变得越来越迫切。

随着荧光成像技术的迅速发展，肿瘤治疗中的荧光成像探针也开始受到科学家们的广泛关注，并成为降低癌症治疗风险的一种新型治疗方案。

一、什么是荧光成像探针？荧光成像探针是指能够帮助科学家们直接观测和分析特定细胞、基因、分子、蛋白等化合物的荧光物质。

荧光成像探针可以根据所需观测的分子种类的不同而设计不同的靶向探针，用于诊断、疗效监测等方面。

因为荧光成像探针具有良好的选择性、灵敏度、纯度、可重复性和实用性，因此在生物医学、基因表达和蛋白质功能研究等领域中得到了广泛的应用。

二、荧光成像探针在肿瘤治疗中的意义肿瘤的早期诊断和快速有效的治疗是防癌抗癌的关键，而荧光成像探针作为肿瘤靶向治疗的重要工具，在癌症预防、早期诊断、手术治疗、化疗和放疗等方面都具有重要意义。

在早期癌症预防中，荧光成像探针可以通过对人体内部异常细胞的检测和识别，帮助医生们及时发现患癌症的可能，给予早期治疗，从而有效降低癌症的发病率和死亡率。

在肿瘤手术治疗中，荧光成像探针可以通过标记肿瘤细胞或血管等与正常细胞形态特异性不同的结构，帮助医生在手术中清晰地区分出肿瘤组织，避免手术过程中重要神经和血管的受损。

在肿瘤放疗和化疗中，荧光成像探针也可以根据药物的特殊作用机理以及对肿瘤组织的专门性，对肿瘤组织进行靶向标记和跟踪，帮助医生们更准确地进行治疗。

三、荧光成像探针的研究现状荧光成像探针的研究包括探针设计、光学特性调控、靶向治疗等方面，其中靶向治疗是荧光成像探针研究的重要方向之一。

靶向治疗是通过荧光成像探针的靶向性，将治疗效果集中在肿瘤细胞上，以达到高效、低毒的治疗效果。

目前，靶向治疗已经成为荧光成像探针研究的主要方向之一，并取得了不少进展。

例如，科学家们设计了一种新型的双靶向荧光探针，可以同时诊断和治疗乳腺癌等多种肿瘤，并在实验中取得了良好的治疗效果。

靶向CXCR4 PETCT 分子探针在肿瘤诊疗中的应用进展

国际医学放射学杂志ＩｎｔＪＭｅｄＲａｄｉｏｌ２０21Sep 鸦44穴5雪：584-588靶向CXCR4PET/CT 分子探针在肿瘤诊疗中的应用进展孙芳芳杜雪梅*【摘要】趋化因子受体4（CXCR4）在许多肿瘤细胞表面高表达，它可以作为肿瘤干细胞的标志物，其表达与肿瘤的恶性程度及病人的预后直接相关。

靶向CXCR4PET/CT 显像在疾病的诊断、CXCR4靶向治疗病例选择、疗效评价等方面具有很大的应用潜力。

就靶向CXCR4PET/CT 分子探针及其在肿瘤诊疗中的应用研究进展进行综述，总结分析各种探针的特点及临床转化情况，为CXCR4临床应用转化提供帮助。

【关键词】趋化因子受体4；分子探针；正电子发射体层成像；肿瘤中图分类号：R73；R445.3；R445.6文献标志码：AProgress of CXCR4targeted PET/CT molecular probe and its application in tumor SUN Fangfang,DUXuemei.Department of Nuclear Medicine,First Affiliate Hospital of Dalian Medical University,Dalian 116022,China.Corresponding author:DU Xuemei,E-mail:***************【Abstract 】Chemokine receptor 4(CXCR4),highly expressed on the surfaces of various tumor cells,can be used as amarker of tumor stem cells.The expression of CXCR4correlates with the tumor malignancy and the prognosis of patients.CXCR4as a target for PET/CT imaging shows great potentials in the disease diagnosis,case selection for CXCR4-targettreatment and the evaluation of therapeutic effect.We reviewed the research progresses of targeted CXCR4PET/CT molecular probe and its application in tumor diagnosis and treatment,summarized the characteristics and clinicaltransformation of various probes,so as to provide help for the clinical application and transformation of CXCR4.【Keywords 】Chemokine receptor 4;Molecular probe;Positron emission tomography;TumorＩｎｔＪＭｅｄＲａｄｉｏｌ，２０21，44（5）：584-588作者单位：大连医科大学附属第一医院核医学科，大连116022通信作者：杜雪梅，E-mail ：****************审校者DOI:10.19300/j.2021.Z18821肿瘤细胞表面表达多种特异性的受体蛋白，趋化因子受体4（chemokine receptor 4，CXCR4）作为趋化因子受体家族中的一员在多种肿瘤细胞表面高表达，其表达高低与肿瘤的恶性程度及病人的预后直接相关[1-3]。

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2.5 0.8
1.0
2.0 1.5
1.25
小动物 PET/CT 高分辨、高灵敏
方法
优点资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
缺点
形态学观察
光学显微镜观察
简便可行
缺乏特征性，主观性较强，重复性差
视频时差显微技术
动态观察，可判定
不能用于病理组织
培养中的凋亡细胞
电子显微镜观察
Annexin Ⅴ国内外研究动态
• 正电子核素（PET显像）：碳[11C]、氟[18F]、铜[64Cu]、碘[124I]、锝[94mTc]]等
• 单光子核素（SPECT显像）：镓[68、67 Ga]、碘[123I]、碘[125I]、碘[131I]、铟 [111In]、
锝[99mTc] 等 • 标记方法
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细胞凋亡的意义
细胞凋亡是在生理或病理状态下，经过一系列基因调控而发生的细胞程序性死亡。细胞凋亡与多种疾病的发生有关，并在疾病的早期诊断、治疗监测和预后中有着重要的作用。细胞凋亡异常在肿瘤发生、发展过程中起重要作用，并影响肿瘤转移及预后。许多化疗药物及放射治疗就是通过使靶细胞发生凋亡而发挥作用。
检查凋亡小体的“金标准”
不能定量分析，样品制作过程
较复杂，费用昂贵
细胞化学测定
流式细胞仪定量分析
适于大批量、定量检测
易漏检、错检
酶联免疫吸附法核小体测定灵敏度高
不能精确定量
DNA 琼脂凝胶电泳法
特异性“阶梯( ladder)小带” 灵敏度低,半定量，不能组织原位检测
DNA 裂解的原位检测
用于原位标记, 可用于病理
细胞膜上磷脂分布不对称性
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内膜：磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine，PS）和磷脂酰乙醇胺
外膜：磷脂酰卵磷酯和鞘磷脂
细胞凋亡时PS分布：内膜
外膜
膜联蛋白（主要代表物是Annexin Ⅴ、Annexin B1等）能和PS特异性结合
Blood，1997;89:1121–32
• On postnatal day 35, 37 MBq of 18F-annexin V. • The uptake of 18F-annexin V was significantly
17h 结合率
22h 结合率
4h %ID/g
24h %ID/g
凋亡中性白细 71.6±0.01% 胞
对照细胞
48.6±0.01%
74.9±0.02% 细菌性脓肿
1.25±0.09
47.2±0.02% 松香诱导脓肿 1.02±0.16
3.75±0.83 0.72±0.17
Penn DL, et al.Apoptotic abscess imaging with 99mTc-HYNIC-rh-Annexin-V. Nucl Med Biol. 2010 Jan;37(1):29-34.
直接标记：间接标记：通过中间物
N2S2、HYNIC、MAG3、 iminothiolane、 EDDA、 EC、MBP、 tricarbony、 SDH、正。
凋亡研究模型和诱导方法99mTc-HYNIC-AnxV
• Apoptosis was induced in isolated human PMNs by incubation in 2% saline for 17 ~ 22 h at 37 ℃ Abscesses were induced in mice by intramuscular injection of bacteria or turpentine
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• 结扎血管，缺血后再灌注心肌梗塞凋亡模型肾脏梗塞凋亡模型
• 化疗 • 麻醉发育期大脑
脑凋亡模型
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脑凋亡模型
• On postnatal day 7, rat pups in the experimental group were exposed to six injections of ketamine (20 mg/kg at 2-h intervals)。
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细胞凋亡的途径
• 死亡受体途径（外源性途径）死亡受体是细胞膜上的一种能与相应配体特异性结合
的受体，能够通过一系列基因调控启动细胞凋亡程序，最终导致细胞死亡。死亡受体与其配体结合后通过其它多种分子的共同作用相继激活一系列caspases。 • 线粒体途径（内源性途径）
在凋亡诱导因素的作用下，细胞色素C等物质被从线粒体释放到胞浆中，在相关因子协同下，相继激活各种 caspase。 • Caspases：半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶(cystein aspartic cidspecific proteases) 。8、 9是 “启动者”， 3、 6和7是 “执行者” • PS：磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine） • 凋亡的早期特征主要有PS外翻、Caspases激活、线粒体膜电位改变等，各种分子探针均主要针对这些特征。
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细胞凋亡的检测方法
非肿瘤肿瘤
细胞模型
处死后获取标本活体显像
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细胞凋亡的病理检查
• 细胞固缩、染色质浓集、凋亡小体形成及细胞核DNA规律性降解为主要特征，通常不会产生炎症反应。
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非特异性, 易受坏死细胞干扰
组织; 进行定量分析; 灵敏度较高
活体分子功能成像
核素示踪技术
早期、无创、高灵敏、可定量
将核素示踪剂引入活体
磁共振技术
无创、可定量
灵敏度低，不能早期探测
超声检测技术
简便，可连续监测
不能早期探测
光学与生物发光成像
可实时监测
受活体脏器或组织深度影响
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小动物活体显像方法
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小动物活体分子影像学方法比较
From Siemens and Dr. Wu Zhanhong
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小动物
PET/CT 介绍
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光电倍增管
晶体
准直孔
2.0 mm 3.0 mm
2.5 mm 1.5 mm