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第一部分 载VEGFR-2靶向纳米胶囊颗粒造影剂的构建目的 应用碳二亚胺法通过共价结合制备携血管内皮生长因子受体-2(VEGFR-2)靶向纳米胶囊造影剂,观察其纳米性状、稳定性及体外内皮细胞靶向能力。方法 1、以聚乳酸(PLA)和羧基端乳酸/羟基乙酸共聚物(PLA-COOH)为成膜材料,采用水包油乳化-溶剂挥发法制备包裹磁性纳米粒子(SPIOs)的液态氟碳(PFOB)纳米胶囊(SPIOs-embedded PFOB nanocapsules,SP NCs),以SPSS激光粒径仪检测粒径大小及分布,以透射电子显微镜观察样品的大小、形貌、分布和内部结构。2、采用EDC/NHS作为偶联活化剂,以碳二亚胺法将PLACOOH纳米胶囊造影剂表面上的羧基与多克隆抗体上的氨基共价结合,制备靶向纳米胶囊造影剂,并观察其与高糖刺激下高表达VEGFR-2(+)的牛主动脉内皮细胞(BAECs)特异性结合能力。结果 1、采用本方法制备的PLA-COOH纳米胶囊造影剂,外观为棕色乳液,平均粒径约404.4±153.7nm。纳米胶囊造影剂水溶性好,透射电镜观察,纳米胶囊颗粒呈球形,可见大量Fe3O4颗粒均匀分布于外壳结构中。2、western blot检测高糖状态下BAECs细胞VEGFR-2蛋白的表达水平明显增高,且制备的VEGFR-2靶向纳米胶囊造影剂可与高表达VEGFR-2(+)的细胞特异性结合。结论 采用碳二亚胺法以共价桥接方式,成功制备出靶向PLA-COOH纳米胶囊造影剂,该靶向造影剂在体外可特异性与相应的靶细胞进行结合。第二部分 纳米胶囊成像性能评价及动脉粥样硬化大鼠模型的构建目的 观察双模态纳米胶囊造影剂体外超声及核磁共振显像能力及体内对大鼠肾脏显像能力,初步了解该造影剂超声和核磁共振成像能力和成像原理,并构建出大鼠腹主动脉粥样硬化斑块的动物模型。方法 1、在体外利用Aplio 500医用超声成像系统12L-5线阵探头观察不同浓度造影剂(1×104,1×105,1×106,1×107,1×108 particles/ml)在乳胶管内的成像效果,并测量其灰阶视频强度(VI),所测得的灰阶视频强度与浓度进行相关分析;利用GE Discovery 750在3T磁场强度下观察不同铁浓度造影剂(0,5,10,20,40,80μM)的T2加权成像效果,并测量其1/T2值,所测得的1/T2值与浓度进行相关分析;体内利用Aplio 500医用超声成像系统12L-5线阵探头观察造影剂对大鼠肾脏的成像效果。2、30只实验动物分为两组,模型组(22只)采用球囊损伤血管内皮+维生素D3注射+高脂饲料喂养复合造模,建立大鼠腹主动脉易损斑块模型,对照组(8只)喂食普通标准饲料,分别在实验前及16周后检测血清中总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDLC)的水平并进行对比,并观察大鼠腹主动脉病理学变化。结果 1、纳米胶囊造影剂在体外超声和核磁共振成像中显示出良好的成像效果,并呈剂量依赖性,浓度越高,成像效果越好;在体内团注造影剂后超声能清晰地显示出完整的大鼠肾脏轮廓。2、16周后利用球囊损伤血管内皮+维生素D3注射+高脂饲料喂养的方法,成功地构建出大鼠腹主动脉粥样硬化斑块动物模型,模型组大鼠血浆中LDL和TC水平明显高于基线水平和对照组,差异有统计学意义(p<0.01);腹主动脉苏木素-伊红(HE)染色显示,模型组大鼠形成了不稳定性粥样斑块,而对照组呈正常形态的腹主动脉。结论 纳米胶囊造影剂体外超声和核磁共振成像及在体超声成像显像效果良好,并成功地构建出大鼠腹主动脉粥样硬化斑块的动物模型。第三部分 双模态靶向纳米胶囊造影剂增强超声及核磁共振分子显像检测大鼠易损斑块新生血管的研究目的 观察VEGFR-2靶向纳米胶囊造影剂在高频超声和核磁共振显像中对大鼠腹主动脉粥样硬化斑块新生血管的增强显像效果,初步探讨一种检测动脉硬化斑块新生血管靶向增强显影的超声/磁共振双模态分子成像技术。方法 16周后将构建好的大鼠腹主动脉粥样硬化斑块的动物模型随机分为两组:A1组和A2组,每组8只。A1组经大鼠尾静脉注射VEGFR-2靶向纳米胶囊造影剂,A2组注射不带靶向的普通造影剂,同时使用8只健康大鼠作为正常对照组(C组),经大鼠尾静脉注射VEGFR-2靶向纳米胶囊造影剂。使用高频超声观察造影剂在不同时间点(2.5min,5min,15min,30min,60min,2h,4h,24h)对斑块内新生血管的造影效果,并测量其灰阶视频强度(GSI);磁共振检查采用亮血技术时间飞跃法(TOF)3D快速梯度回波序列,观察造影剂在不同时间点(60min,4h,24h)对斑块内新生血管的造影效果,并测量计算对比噪声比(CNR),将上述超声和MRI测量的结果与相应的斑块内VEGFR-2和CD31免疫组织化学结果作相关性分析。结果 16周末,A1组超声造影测得的GSI峰值与A2组和C组比较差异有统计学意义(与A2组相比,69.44±4.45d B vs 45.24±1.92d B,p<0.01;与C组相比,69.44±4.45 d B vs 44.78±4.59 d B,p<0.01);A1组MRI测得的CNR峰值与A2组和C组比较差异有统计学意义(与A2组相比,87.51±6.63 vs49.22±3.19,p<0.01;与C组相比,87.51±6.63 vs 47.12±5.19,p<0.01);A1组超声造影测得的GSI峰值与相应的VEGFR-2和CD31免疫组织化学阳性表达呈正相关,Pearson相关系数分别为(vs VEGFR-2 r=0.81,p<0.01;vs CD31 r=0.73,p<0.05);而在A2组,Pearson相关分析结果提示与相应的VEGFR-2(r=0.40,P>0.05)和CD31(r=0.46,P>0.05)表达水平之间无相关关系;A1组MRI测得的CNR峰值与相应的VEGFR-2和CD31免疫组织化学阳性表达呈正相关,Pearson相关系数分别为(vs VEGFR-2 r=0.89,p<0.01;vs CD31 r=0.72,p<0.05);而在A2组,Pearson相关分析结果提示与相应的VEGFR-2(r=0.39,P>0.05)和CD31(r=0.45,P>0.05)表达水平之间无相关关系。结论 双模态VEGFR-2靶向纳米胶囊造影剂可显著增强超声和核磁共振对大鼠腹主动脉粥样硬化斑块新生血管的检测能力,并实现两种成像模式的优势互补,为在体评估动脉硬化斑块新生血管及易损斑块奠定了初步的实验基础。