硼苯丙氨酸在胶质母细胞瘤原位模型中的靶向分布及硼中子俘获治疗潜力研究

针对胶质母细胞瘤(GBM)治疗难题，研究人员通过建立U87和GL261细胞的原位脑肿瘤模型，系统研究了硼苯丙氨酸(BPA)的时空分布特性。结果发现BPA通过L型氨基酸转运体(LAT1)介导的时间依赖性摄取，在肿瘤组织中浓度显著高于正常组织（肿瘤/脑组织比达2.8倍），为硼中子俘获治疗(BNCT)的临床转化提供了重要实验依据。

　　

胶质母细胞瘤(GBM)作为最具侵袭性的脑肿瘤，传统治疗手段疗效有限，患者1年生存率不足35%。硼中子俘获治疗(BNCT)通过¹⁰B(n,α)⁷Li核反应产生局部杀伤效应，其疗效关键在于硼载体药物在肿瘤的选择性蓄积。硼苯丙氨酸(BPA)作为临床常用硼载体，其靶向机制与L型氨基酸转运体(LAT1)密切相关，但在GBM原位模型中的时空分布特征尚不明确。

兰州大学第二医院等机构的研究人员开展了系统性研究，论文发表于《IBRO Neuroscience Reports》。研究采用9.4T小动物MRI动态监测技术建立U87(人源)和GL261(鼠源)原位脑肿瘤模型，结合电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)定量检测技术，首次揭示了BPA在两种GBM模型中的药代动力学特征。

主要技术方法

1. 通过立体定位技术建立U87/GL261原位脑肿瘤模型，采用9.4T MRI验证肿瘤形成
2. ICP-AES同步检测磷强度(换算细胞数)和硼浓度(249.773nm波长)
3. Western blot分析LAT1蛋白表达
4. 静脉注射BPA(250mg/kg)后1小时检测多组织硼分布

研究结果

1. LAT1高表达验证：Western blot证实U87和GL261细胞均高表达LAT1蛋白，为BPA摄取奠定分子基础。
2. 时间依赖性摄取：ICP-AES显示两种细胞在BPA(2500μg/ml)暴露后，硼浓度3小时内快速上升至8.18μg/10⁷细胞，5小时达平台期。
3. 快速清除特性：撤药1小时后细胞内硼浓度骤降至基线，解释临床需持续输注BPA的必要性。
4. 原位模型验证：MRI和病理学确认肿瘤成功建立，U87模型肿瘤体积显著大于GL261模型。
5. 靶向分布优势：在U87模型中，肿瘤硼浓度(25.529μg/g)显著高于脑组织(8.973μg/g)和血液(11.407μg/g)，肿瘤/脑组织比达2.845；GL261模型同样显示2.831倍的靶向蓄积。

讨论与意义
该研究首次系统比较了人源和鼠源GBM模型中BPA的药代动力学差异，发现尽管细胞来源不同，但均通过LAT1介导实现相似的靶向蓄积模式。特别值得注意的是，肿瘤/血液比稳定维持在2.2-2.8倍，满足BNCT治疗所需的≥3倍理论阈值。研究创新性地采用磷信号校准细胞数的方法，提高了ICP-AES检测的准确性。

局限性在于未开展中子照射后的疗效验证，但为后续BNCT临床试验设计提供了关键参数：建议治疗时间窗控制在BPA给药后1-3小时，此时肿瘤蓄积达峰值而正常组织暴露量较低。该发现不仅适用于GBM，对其它LAT1高表达肿瘤的BNCT治疗也具有指导价值。未来研究可结合¹⁸F-BPA PET实现无创监测，进一步优化治疗方案。