FROP-1肽偶联超小超顺磁性纳米颗粒作为靶向T1加权MRI造影剂用于乳腺癌诊断的体外研究

为解决乳腺癌早期精准诊断难题，伊朗医科大学团队开发了FROP-1肽偶联超小超顺磁性氧化铁纳米颗粒（Fe3O4@FROP-1 NPs），通过体外实验证实其作为靶向T1加权MRI造影剂的优异性能。该纳米探针具有高r1弛豫率（2.608 mM-1s-1）、低r2/r1比值（1.18）及特异性靶向能力，显著提升MCF-7细胞摄取量1.6倍，成像效果优于临床常用造影剂Dotarem，为乳腺癌分子影像诊断提供新策略。

　　

乳腺癌是全球女性健康的首要威胁，早期精准诊断对提高生存率至关重要。尽管磁共振成像（MRI）凭借高软组织分辨率成为重要诊断工具，但现有造影剂存在显著局限：钆基造影剂（GBCAs）可能引发肾源性系统性纤维化和脑部沉积，而传统超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIONs）因T₂效应导致的"开花效应"会干扰病灶精确定位。更关键的是，这些造影剂缺乏肿瘤靶向性，难以识别微小病灶。针对这一系列挑战，伊朗医科大学Samari Melika团队创新性地将肿瘤靶向肽FROP-1与超小超顺磁性氧化铁纳米颗粒（USPIOs）结合，开发出新型分子影像探针，相关成果发表于《BMC Biomedical Engineering》。

研究采用共沉淀法合成平均粒径3.78±0.2 nm的柠檬酸钠稳定Fe₃O₄ NPs，通过EDC/NHS活化羧基与FROP-1肽偶联。通过XRD、TEM、VSM等技术表征材料特性，MTT法评估生物相容性，ICP-MS定量细胞摄取，3T MRI系统测定弛豫率，并采用受体阻断实验验证靶向特异性。

材料表征与性能优化
XRD显示Fe₃O₄ NPs具有标准尖晶石结构（JCPDS 19-0629），VSM测得饱和磁化强度为29 emu/g。FT-IR证实肽成功偶联（酰胺键特征峰1605 cm^-1）。弛豫测试显示Fe₃O₄@FROP-1的r₁达2.608 mM^-1s^-1，r₂/r₁比值为1.18，显著优于传统SPIONs（通常r₂/r₁>5），满足T₁造影剂标准。

生物相容性与靶向验证
MTT实验表明，在0.5 mM Fe浓度下，Fe₃O₄@FROP-1对MCF-7等细胞系的存活率>90%。ICP-MS显示FROP-1修饰使MCF-7细胞铁摄取量提升1.6倍（p<0.05），受体阻断组信号强度显著降低，证实其通过FROP-1受体介导内吞。

分子影像性能
T₁加权MRI显示，Fe₃O₄@FROP-1处理的MCF-7细胞信号强度随铁浓度（5-100 μg/mL）梯度升高，信噪比（SNR）显著优于未修饰组（p<0.05），且成像效果超越临床造影剂Dotarem（钆特酸葡胺）。

该研究首次将FROP-1肽应用于MRI领域，创制的Fe₃O₄@FROP-1 NPs兼具超小尺寸优势（避免网状内皮系统清除）和主动靶向能力，其低r₂/r₁比值有效规避传统SPIONs的磁敏感伪影，为乳腺癌早期诊断提供高信噪比、高特异性的分子影像工具。未来通过进一步动物实验验证体内靶向效率后，这种纳米探针有望成为替代GBCAs的安全选择，并为诊疗一体化纳米平台开发奠定基础。