新型固相萃取法制备 PARP 抑制剂放射性标记物:乳腺癌研究的新曙光

【字体: 时间:2025年04月30日 来源:EJNMMI Research 3.1

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  为解决传统放射性碘标记聚(腺苷二磷酸 - 核糖)聚合酶(PARP)抑制剂制备繁琐的问题,研究人员开展以固相萃取(SPE)法制备 I-123/125-KX1 并评估其性能的研究。结果显示该法制备的产物纯度高、产率可接受,有潜在应用价值。

  在女性健康领域,乳腺癌如同高悬的达摩克利斯之剑,严重威胁着全球女性的生命健康。据《Cancer Statistics》报告估算,2023 年美国就有大量女性被诊断出患有侵袭性和非侵袭性乳腺癌。当前,乳腺癌的主要治疗手段,像手术、放疗和化疗,都存在各自的短板。手术可能导致肿瘤复发,放疗和化疗则因高毒性需要谨慎使用。近年来,针对癌细胞特定受体的治疗方法虽取得一定成果,但对三阴性乳腺癌效果有限。
研究发现,BRCA1 和 BRCA2 基因突变与三阴性乳腺癌细胞的异常增殖紧密相关,而 PARP 酶的过表达又和 BRCA1、BRCA2 相关癌症存在联系。在过去十年间,众多 PARP 抑制剂在针对携带 BRCA 基因突变的癌症治疗中展现出疗效,它既可以单独使用,也能与化疗或放疗联合应用。为了更好地识别 PARP 酶高表达的癌症,研究人员致力于开发各种能检测 PARP - 1(PARP 家族中含量最为丰富的酶之一)的放射性示踪剂,其中就包括 I-125-KX1 和 F-18-FTT。然而,传统的放射性碘标记 PARP 抑制剂的制备过程,通常包含耗时的半制备型高效液相色谱(HPLC)纯化步骤,这给后续的实验室工作带来诸多不便。

为了解决这些问题,来自长庚大学等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们引入固相萃取(SPE)法制备放射性碘标记的 KX1,并对其进行了全面评估。最终研究表明,使用 SPE 法制备的 I-123/125-KX1 在多个方面展现出良好性能,这一成果对于 PARP 研究有着重要意义,相关论文发表在《EJNMMI Research》上。

在研究方法上,研究人员主要运用了以下关键技术:一是采用 C18 SPE 柱对 I-123/125-KX1 进行放射性标记和纯化;二是培养 MDA-MB-231 和 MCF-7 两种乳腺癌细胞系,用于后续实验;三是通过蛋白质免疫印迹(Western blotting)检测细胞中 PARP-1 的表达水平;四是进行饱和结合试验,验证放射性配体的结合特性;五是构建 MDA-MB-231 肿瘤动物模型,开展体内外相关实验,如体外放射自显影、免疫组织化学(IHC)染色以及体内 I-123-KX1 单光子发射计算机断层扫描(SPECT)/CT 成像等。

下面来看具体的研究结果:

  • 放射化学:利用 C18 SPE 进行 I-123/125-KX1 的放射性碘化,显著缩短了整体标记流程,耗时约 30 分钟。I-123-KX1 和 I-125-KX1 纯化后的放射化学产率分别为 58.6% ± 16.9% 和 73.3% ± 15.3% ,最终产物的放射化学纯度大于 99%。
  • Western 印迹:分析结果表明,MDA-MB-231 细胞中 PARP-1 的表达水平比 MCF-7 细胞高 1.84 倍。
  • 饱和结合试验:I-125-KX1 在 MDA-MB-231 和 MCF-7 细胞膜上均表现出良好的结合亲和力,且 MDA-MB-231 细胞膜的最大结合容量(Bmax)值高于 MCF-7 细胞膜,两者的Bmax比值与 Western 印迹结果相符,证实简化制备方法有效保留了 I-125-KX1 的结合特性。
  • 体内 I-123-KX1 SPECT 成像研究:在 MDA-MB-231 荷瘤动物模型中,I-123-KX1 在肿瘤组织中的放射性积累明显高于周围肌肉组织,肿瘤区域的示踪剂摄取达到 6.9 ± 0.8% ID/mL ,肿瘤与肌肉的摄取比为 2.3,显示出其在体内监测 PARP-1 表达的潜力。
  • 体外放射自显影和 IHC:体外放射自显影结果显示,I-125-KX1 的结合能被多种 PARP 抑制剂有效阻断,证实了其对 PARP-1 的高特异性。并且,放射自显影结果与抗 PARP-1 IHC 染色模式一致。

研究结论和讨论部分指出,PARP 抑制剂在癌症治疗中已获临床认可,但治疗效果与肿瘤组织中 PARP 酶的表达水平密切相关。本研究中的 I-125-KX1 展现出作为研究 PARP-1 表达的有力工具的潜力,而且不同细胞系中 PARP-1 表达的差异,也凸显了针对 PARP-1 的个性化治疗策略在乳腺癌治疗中的重要性。这一研究成果为后续 PARP 抑制剂在乳腺癌治疗方面的深入探索奠定了基础,有望提高特定亚型乳腺癌治疗的精准性和有效性。

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