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[68Ga]Ga-NODAGA-RGD PET成像在心肌梗死后修复中的新发现:激活的成纤维细胞而非血管新生是主要靶点
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月30日 来源:European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 8.6
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本研究针对心肌梗死(MI)后血管新生成像的临床难题,通过对比永久性结扎(PL)和缺血再灌注(I/R)小鼠模型,结合[68Ga]Ga-NODAGA-RGD PET成像与单核RNA测序技术,首次揭示αvβ3整合素在修复期心肌中的主要表达细胞为激活的成纤维细胞而非血管内皮细胞。该发现发表于《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》,为心肌修复机制研究提供了新视角,并质疑了现有血管新生成像策略的特异性。
心肌梗死后的修复过程一直是心血管研究的热点,其中血管新生(angiogenesis)曾被认为是组织修复的关键环节。临床前研究常用αvβ3整合素作为血管新生标志物,其靶向PET示踪剂[68Ga]Ga-NODAGA-RGD被广泛用于心肌修复评估。然而,这种成像方式始终面临根本性质疑:αvβ3整合素是否真的特异表达于新生血管?还是说它只是组织修复的"旁观者"信号?
德国罗斯托克大学医学中心(Rostock University Medical Center)的研究团队通过精巧的实验设计给出了颠覆性答案。他们建立永久性冠脉结扎(PL)和30分钟缺血再灌注(I/R)两种小鼠心梗模型,运用多模态影像组学与单细胞解析技术,发现[68Ga]Ga-NODAGA-RGD的摄取强度与心肌损伤程度正相关,但单核转录组测序(snRNA-seq)显示αvβ3整合素mRNA主要在成纤维细胞簇高表达,而非血管内皮细胞。这一发现发表于核医学顶级期刊《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》,改写了人们对心肌修复分子影像学的认知。
研究团队采用三大关键技术:1)小动物PET/CT动态监测术后5/7天的示踪剂分布;2)7T高场强心脏磁共振(CMR)定量评估28天后的心室重构;3)全心脏单核转录组测序解析细胞特异性基因表达谱。通过整合多组学数据,首次在时空维度上描绘了αvβ3整合素的真实表达模式。
PET成像揭示损伤依赖性摄取
在PL组梗死区观察到显著高于I/R组的示踪剂积累(Day 5: 1.73±0.37%ID/g vs 1.22±0.36%),且与左室舒张末期容积(EDV)呈正相关(r=0.82)。

单核转录组颠覆传统认知
snRNA-seq数据显示:αvβ3整合素表达峰值出现在成纤维细胞簇(尤其Fibroblasts I亚群),而血管新生标志物(Kdr/Flt1)在内皮细胞的表达反而在I/R组更高。

成纤维细胞激活的核心证据
免疫荧光证实αvβ3整合素与成纤维细胞激活标志物Fstl1共定位(相关系数0.91),而内皮标志物CD31共定位率仅0.23。胶原基因(Col1a1/Col3a1)在PL组成纤维细胞的表达量是I/R组的3.2倍。

这项研究从根本上改变了心肌修复的成像范式:1)αvβ3整合素PET信号主要反映成纤维细胞激活而非血管新生;2)示踪剂摄取强度可预测心室重构程度;3)为开发特异性更强的修复监测示踪剂提供了新靶点。论文在讨论部分特别指出,该发现解释了既往临床研究中[68Ga]Ga-NODAGA-RGD与[68Ga]Ga-FAPI成像的高度相似性——两者实际捕获的是同一病理过程的不同侧面。这一里程碑式发现不仅重塑了心肌修复的分子影像学理论基础,更为精准医疗时代的个体化心脏修复评估开辟了新思路。
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