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第一部分靶向纳米探针RGD-PAA-USPIO的构建及其性能评估目的:利用RGD肽可特异性结合整合素avβ3的特性,构建MR靶向纳米探针RGD-PAA-USPIO,并体外验证其与人脐血管内皮细胞HUVECs表面整合素αvβ3靶向结合的能力。材料和方法:利用多醇法制备超小型超顺磁性氧化铁（Ultra small superparamagnetic Iron Oxide,USPIO）,经聚丙烯酸（Polyacrylic acid,PAA）表面修饰后,多价偶联RGD环肽c（RGDyK）,得到靶向整合素αvβ3的纳米探针RGD-PAA-USPIO,并通过透射电镜（TEM）和动态光散射（DLS）检测纳米颗粒的核心粒径及水合粒径。同时,测定RGD-PAA-USPIO纳米颗粒的纵向弛豫率r1和横向弛豫率r2;体外培养HUVECs细胞,并与RGD-PAA-USPIO纳米颗粒孵育不同时间,然后进行普鲁士蓝染色、细胞内铁含量的测定、细胞MRI成像研究,并设立非特异性纳米颗粒PAA-USPIO对照组以及RGD-PAA-USPIO+RGD竞争抑制组,明确其靶向结合整合素αvβ3的可行性。此外,还通过透射电镜检查（TEM）明确RGD-PAA-USPIO的亚细胞定位。结果:PAA-USPIO和RGD-PAA-USPIO核心粒径均为14.5nm左右,前者水合粒径约为49.23 nm,后者水合粒径约为59.44 nm,纳米颗粒均呈类圆形、分布均匀。测定RGD-PAA-USPIO的纵向弛豫率r2为137.85mMS-1,横向弛豫率r1值为8.7mMS-1,r2与r1比值高达15.84,具有明显的T2弛豫时间衰减作用。RGD-PAA-USPIO与HUVECs体外孵育不同时间后（30分钟、1小时、3小时）行普鲁士蓝染色,结果发现,RGD-PAA-USPIO与HUVECs的结合呈时间依赖性,且各时间点摄取的铁颗粒量均高于对照组和竞争抑制组。原子吸收光谱测定细胞内铁含量结果显示相同趋势,RGD-PAA-USPIO与HUVECs孵育后,在上述各时间点细胞内铁粒子分别为0.427±0.021 pg/cell,0.587±0.014 pg/cell和0.743±0.021 pg/cell,呈逐渐增多的趋势。细胞MRI成像结果显示HUVECs与RGD-PAA-USPIO孵育上述时间点后,T2值分别为113.33±5.03ms,102.67±14.57ms和82.33±3.51ms,呈时间依赖性,亦表现相同趋势。TEM结果显示,RGD-PAA-USPIO通过整合素受体介导的特异性内吞方式积聚在溶酶体内。结论:MRI靶向分子探针RGD-PAA-USPIO,在体外状态下,具有与人脐血管内皮细胞HUVECs表面整合素αvβ3靶向结合的能力,为体内成像实验奠定了基础。第二部分MR分子探针RGD-PAA-USPIO在鼻咽癌裸鼠皮下移植瘤模型中的成像研究目的:研究MR分子探针RGD-PAA-USPIO在鼻咽癌裸鼠皮下移植瘤模型的在体磁共振成像以及主要脏器的体内分布规律,并评价其在此肿瘤模型中的靶向成像能力。材料和方法:通过免疫荧光、流式细胞学检查以及Western blot等多种方法,定性和定量研究低分化鼻咽癌细胞CNE-2细胞表面整合素αvβ3表达情况,以HUVECs作为阳性对照。将相同剂量的RGD-PAA-USPIO以及PAA-USPIO分别经尾静脉注射到鼻咽癌裸鼠皮下移植瘤模型中,并分别于打药前以及打药后1h、2h、4h、6h、8h、12h、24h行T2WI及T2 mapping扫描序列,测定各脏器随时间变化的T2值,尤其肿瘤组织的成像规律,选择最佳成像时间点,并取裸鼠各脏器行普鲁士蓝铁染色检查明确铁的组织分布。构建三组鼻咽癌肿瘤模型,分别注射等剂量的RGD-PAA-USPIO、PAA-USPIO以及RGD-PAA-USPIO+RGD,并于最佳成像时间点行T2 mapping序列扫描,测定肿瘤组织的ΔT2值,验证其靶向性。结果:免疫荧光、流式细胞学检查以及Western blot检查验证鼻咽癌肿瘤细胞CNE-2细胞表面整合素αvβ3表达阴性,HUVECs强阳性。鼻咽癌裸鼠皮下移植瘤模型注射同剂量的RGD-PAA-USPIO和PAA-USPIO后,主要引起肝脏T2值明显降低,而肌肉、肾脏等部位变化不明显,而普鲁士蓝染色亦显示铁颗粒主要分布在肝脾等部位,肌肉、肾脏等部位一般无铁颗粒沉积。肿瘤部位的时间-信号曲线表明,注射造影剂后6小时为评估肿瘤血管的最佳成像时间。而且,在最佳成像时间点,肿瘤部位的ΔT2明显高于对照组与竞争抑制组（P<0.01）,肿瘤组织的普鲁士蓝染色验证了RGD-PAA-USPIO可靶向结合在肿瘤新生血管内皮细胞表面。结论:MR分子探针RGD-PAA-USPIO主要被肝脾等网状内皮系统吞噬,肌肉、肾脏等脏器无明显分布。而且,RGD-PAA-USPIO在鼻咽癌裸鼠皮下移植瘤模型可靶向肿瘤新生血管成像,成为肿瘤血管生成的特异性MR探针。第三部分RGD-PAA-USPIO在鼻咽癌皮下移植瘤模型抗血管生成疗效评估中的价值目的:探讨靶向整合素αvβ3的MRI分子探针RGD-PAA-USPIO,在鼻咽癌裸鼠皮下移植瘤模型中恩度抗血管生成治疗早期疗效评估方面的价值。材料及方法:构建鼻咽癌裸鼠皮下移植瘤模型20只,待肿瘤长至200mm3左右时,随机分为恩度治疗组和对照组,每组10只,并经腹腔注射分别给予连续14天的恩度或PBS治疗,两组的给药剂量相同,均为20mg/kg/d,然后于治疗前与治疗后第4和第14天分别行RGD-PAA-USPIO靶向探针增强扫描,扫描方式是经尾静脉注射靶向分子探针前与注射后6小时行T2WI和T2mapping成像。手动划感兴趣区ROIs,获得肿瘤组织的T2或R2值,计算增强前后ΔT2和ΔR2值,检查结束后,取材做CD31和整合素avβ3的免疫荧光或免疫组化染色检查。所有实验数据以均数±标准差的方式表达,组间ΔT2或ΔR2比较采用独立样本t检验或Mann-Whitney U检验,P值小于0.05为差异有统计学意义。结果:连续恩度抗血管生成治疗14天,可以明显减缓鼻咽癌裸鼠皮下移植瘤的肿瘤的生长速度,并于治疗后第8天,两组肿瘤体积出现明显差异（P<0.05）。恩度治疗组裸鼠的MR检查结果显示治疗后第4天和第14天ΔT2值分别为21.3±3.27ms和10.4±2.50ms,而ΔR2值分别为1.82±0.32 s-1和0.83±0.24s-1,均明显低于对照组（P<0.01）,且治疗组治疗前与治疗后第4、14天之间的ΔT2和ΔR2值亦有明显统计学意义（P<0.001）。两组间的病理指标MVD和整合素β3亦有明显统计学差异,与MRI改变一致。结论:靶向整合素αvβ3的MRI分子探针RGD-PAA-USPIO,可用于恩度在鼻咽癌裸鼠皮下移植瘤模型抗血管生成治疗的早期疗效评估。第四部分PET分子探针18F-AIF-NOTA-PRGD2在鼻咽癌裸鼠皮下移植瘤模型中成像研究及抗血管生成疗效评估中的价值目的:放射性标记的RGD肽特异性结合整合素avβ3,可在评估肿瘤血管生成与抗肿瘤血管生成治疗疗效评估方面发挥巨大优势。本研究构建一种新型PET受体靶向显像剂18F-Al F-NOTA-PRGD2,研究其用于鼻咽癌裸鼠皮下移植瘤模型显像的可行性,并探讨其在恩度抗血管生成早期疗效评估方面的价值。材料和方法:采用NOTA-PRGD2与18氟-氟化铝（18F-Al F）在100℃下通过螯合反应,一步法标记制备而成新型PET受体靶向显像剂18F-Al F-NOTA-PRGD2,并在鼻咽癌裸鼠皮下移植瘤模型中经尾静脉注射后行体内放射性生物学分布和小动物PET/CT显像研究。为探讨其在恩度抗血管生成早期疗效评估方面的价值,鼻咽癌裸鼠皮下移植瘤模型给予连续14天经腹腔注射的恩度或PBS治疗,并于治疗前与治疗后第2,4,7,14天分别行18F-Al F-NOTA-PRGD2或18F-FDG PET/CT检查,手动划感兴趣区ROIs,获得肿瘤组织的摄取值（最大百分比每克%ID/gmax）,并于每个PET/CT检查时间点取材做CD31和整合素avβ3的免疫荧光染色病理学分析,然后对其18F-Al F-NOTA-PRGD2摄取值与对应的MVD等病理指标的进行相关性检验。结果:采用一步法标记18F-Al F-NOTA-PRGD2成功,反应时间短,标记纯度高。体内放射性生物学研究表明,该显影剂能靶向肿瘤病灶,肿瘤组织在静脉注射后1小时和2小时的摄取值%ID/g分别为2.14±0.54和1.52±0.37,而肿瘤/肌肉比值较高,分别为3.56±0.36、3.12±0.24。小动物PET/CT可清楚显示18F-Al F-NOTA-PRGD2在鼻咽癌裸鼠皮下移植瘤模型体内的放射性生物学分布情况,肿瘤显影清楚,体内分布良好。对恩度抗血管生成治疗疗效评估方面,肿瘤组织的18F-Al F-NOTA-PRGD2摄取值虽低于18F-FDG,但其靶向性良好,且恩度治疗组于治疗后第2天就明显低于对照组（P<0.01）,明显早于18F-FDG,后者在治疗后第7天两组才出现明显的统计学差异,而且,18F-Al F-NOTA-PRGD2和18F-FDG的改变均明显早于肿瘤体积的改变。另一方面,肿瘤组织的18F-Al F-NOTA-PRGD2摄取值与相应的病理指标MVD计数呈中等度的线性相关（r=0.853,P<0.01）。结论:18F-Al F-NOTA-PRGD2标记简单、易行,在鼻咽癌裸鼠皮下移植瘤模型肿瘤靶向性好,可作为在体评估肿瘤血管生成的靶向PET显影剂,另一方面,可早期且靶向评估恩度等抗肿瘤血管生成治疗药物在鼻咽癌等实体瘤的早期疗效,具有较高的临床转化价值。