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目的：胃泌素释放肽受体（GRPR）在多种恶性肿瘤中过表达，常见的包括前列腺癌和肺癌。据研究报道，GRPR拮抗剂的生物学性质优于激动剂，因此GRPR拮抗剂成为GRPR阳性肿瘤的研究热点。然而由于拮抗剂的细胞内化水平较低，可能降低药物的治疗效果。本研究引入了可增强内化能力的穿透性寡聚苯乙炔（OPE），通过联合靶向GRPR的拮抗剂RM26，以实现肿瘤细胞内化及细胞靶向。再通过连接螯合剂NOTA实现放射性核素177Lu及68Ga的标记。本项目进一步研究了放射性药物177Lu-NOTA-OPEs-RM26的体外稳定性，其与GRPR阳性肿瘤细胞的相互作用情况，该药物在荷瘤鼠中的肿瘤摄取和体内分布情况，其对荷瘤鼠的治疗作用。同时，本项目利用Micro-PET/CT探索了68Ga标记NOTA-OPE-2-RM26在荷瘤鼠中的肿瘤摄取及体内分布情况。
方法：（1）多步合成NOTA-OPEs-RM26，然后使用超高效液相色谱-质谱（UPLC-MS）表征、HPLC纯化目标产物。（2）利用放射性核素177Lu标记NOTA-OPEs-RM26，探索其最优标记条件，并测定177Lu-NOTA-OPEs-RM26在新生牛血清（NBCS）、DMEM-H细胞培养基（无血清）和生理盐水中的稳定性。（3）研究人前列腺癌细胞PC3对177Lu-NOTA-OPEs-RM26的摄取、内化和特异性结合能力；研究人肺腺癌细胞A549和人肺癌淋巴结转移细胞H292对177Lu-NOTA-OPEs-RM26的结合能力。（4）采用SPF级别BALB/c裸鼠建立PC3荷瘤鼠模型，将3.7MBq的68Ga-NOTA-OPE-2-RM26经尾静脉注入PC3荷瘤鼠体内（n=1），1小时后行Micro-PET/CT显像。（5）将0.37MBq的177Lu-NOTA-OPE-1-RM26和177Lu-NOTA-OPE-2-RM26分别沿尾静脉注入PC3荷瘤鼠体内（n=2），于2小时和24小时行生物分布；将0.37MBq的177Lu-NOTA-OPE-1-RM26和177Lu-NOTA-OPE-2-RM26分别经尾静脉注入A549荷瘤鼠体内（n=1），于4小时和50小时行生物分布。（6）将3.7MBq的177LuCl3和177Lu-NOTA-OPE-2-RM26分别原位注射入PC3荷瘤鼠的肿瘤内（n=5）,研究此放射性药物的治疗作用。
结果：（1）采用多步合成方法成功合成了NOTA-OPEs-RM26，使用HPLC成功分离纯化目标产物，并用UPLC-MS表征确定其为正确的目标产物。（2）确定了177Lu-NOTA-OPEs-RM26的最佳标记反应条件：醋酸钠（0.5M，pH5.5）缓冲体系、温度80℃、时间1小时；通过薄层层析（TLC）检测放射性化学纯度均超过99%。上诉放射性标记物于室温下放置72小时后，在NBCS、DMEM-H细胞培养基（无血清）和生理盐水中的放射性化学纯度均大于99%。（3）177Lu-NOTA-OPEs-RM26的PC3细胞摄取实验：①细胞膜表面结合均先达到最大值，然后随着时间增加而降低；②细胞内化剂量随着时间增加逐渐增加；③细胞总摄取量在6小时达到最大值，并基本保持不变，此时主要是细胞膜表面结合转化为细胞内化。PC3细胞内化实验：24小时后，没有引入OPE的对照组177Lu-NOTA-RM26的细胞内化达到了28%，而177Lu-NOTA-OPE-1-RM26和177Lu-NOTA-OPE-2-RM26的细胞内化分别达到了30%和39%，表明引入OPE分子提高了化合物的细胞内化能力。PC3细胞特异性结合实验：使用1000倍量的标准人GRPR激动剂蛙皮素（BBN）多肽作为封闭剂，实验结果表明引入OPE分子并没有改变化合物的特异性结合能力。肺癌细胞结合实验：A549细胞对177Lu-NOTA-OPEs-RM26具有较高的细胞结合，而H292细胞对其具有较低的细胞结合。（4）68Ga-NOTA-OPE-2-RM26在PC3荷瘤鼠中的Micro-PET/CT显像表明放射性剂量主要集中于肝，而在肿瘤部位没有富集。（5）PC3和A549荷瘤鼠生物分布显示：177Lu-NOTA-OPE-1-RM26主要富集于肝、脾、肺，而177Lu-NOTA-OPE-2-RM26主要富集于肺，两者均未在肿瘤处富集。（6）PC3荷瘤鼠的177Lu-NOTA-OPE-2-RM26治疗实验表明：177Lu-NOTA-OPE-2-RM26具有一定的治疗作用。
结论：本研究成功合成了两种NOTA-OPEs-RM26化合物并实现177Lu和68Ga的标记。体外细胞实验表明引入OPE分子可以增加化合物的内化量，同时保持化合物的特异性结合能力。体内动物实验表明引入OPE分子降低了标记化合物的溶解度，一定程度上影响了其对目标肿瘤的体内特异性靶向。本研究的设计思路有利于帮助开发具有高亲和力、高内化的拮抗剂类诊断及治疗一体化的新型靶向放射性药物。
方法：（1）多步合成NOTA-OPEs-RM26，然后使用超高效液相色谱-质谱（UPLC-MS）表征、HPLC纯化目标产物。（2）利用放射性核素177Lu标记NOTA-OPEs-RM26，探索其最优标记条件，并测定177Lu-NOTA-OPEs-RM26在新生牛血清（NBCS）、DMEM-H细胞培养基（无血清）和生理盐水中的稳定性。（3）研究人前列腺癌细胞PC3对177Lu-NOTA-OPEs-RM26的摄取、内化和特异性结合能力；研究人肺腺癌细胞A549和人肺癌淋巴结转移细胞H292对177Lu-NOTA-OPEs-RM26的结合能力。（4）采用SPF级别BALB/c裸鼠建立PC3荷瘤鼠模型，将3.7MBq的68Ga-NOTA-OPE-2-RM26经尾静脉注入PC3荷瘤鼠体内（n=1），1小时后行Micro-PET/CT显像。（5）将0.37MBq的177Lu-NOTA-OPE-1-RM26和177Lu-NOTA-OPE-2-RM26分别沿尾静脉注入PC3荷瘤鼠体内（n=2），于2小时和24小时行生物分布；将0.37MBq的177Lu-NOTA-OPE-1-RM26和177Lu-NOTA-OPE-2-RM26分别经尾静脉注入A549荷瘤鼠体内（n=1），于4小时和50小时行生物分布。（6）将3.7MBq的177LuCl3和177Lu-NOTA-OPE-2-RM26分别原位注射入PC3荷瘤鼠的肿瘤内（n=5）,研究此放射性药物的治疗作用。
结果：（1）采用多步合成方法成功合成了NOTA-OPEs-RM26，使用HPLC成功分离纯化目标产物，并用UPLC-MS表征确定其为正确的目标产物。（2）确定了177Lu-NOTA-OPEs-RM26的最佳标记反应条件：醋酸钠（0.5M，pH5.5）缓冲体系、温度80℃、时间1小时；通过薄层层析（TLC）检测放射性化学纯度均超过99%。上诉放射性标记物于室温下放置72小时后，在NBCS、DMEM-H细胞培养基（无血清）和生理盐水中的放射性化学纯度均大于99%。（3）177Lu-NOTA-OPEs-RM26的PC3细胞摄取实验：①细胞膜表面结合均先达到最大值，然后随着时间增加而降低；②细胞内化剂量随着时间增加逐渐增加；③细胞总摄取量在6小时达到最大值，并基本保持不变，此时主要是细胞膜表面结合转化为细胞内化。PC3细胞内化实验：24小时后，没有引入OPE的对照组177Lu-NOTA-RM26的细胞内化达到了28%，而177Lu-NOTA-OPE-1-RM26和177Lu-NOTA-OPE-2-RM26的细胞内化分别达到了30%和39%，表明引入OPE分子提高了化合物的细胞内化能力。PC3细胞特异性结合实验：使用1000倍量的标准人GRPR激动剂蛙皮素（BBN）多肽作为封闭剂，实验结果表明引入OPE分子并没有改变化合物的特异性结合能力。肺癌细胞结合实验：A549细胞对177Lu-NOTA-OPEs-RM26具有较高的细胞结合，而H292细胞对其具有较低的细胞结合。（4）68Ga-NOTA-OPE-2-RM26在PC3荷瘤鼠中的Micro-PET/CT显像表明放射性剂量主要集中于肝，而在肿瘤部位没有富集。（5）PC3和A549荷瘤鼠生物分布显示：177Lu-NOTA-OPE-1-RM26主要富集于肝、脾、肺，而177Lu-NOTA-OPE-2-RM26主要富集于肺，两者均未在肿瘤处富集。（6）PC3荷瘤鼠的177Lu-NOTA-OPE-2-RM26治疗实验表明：177Lu-NOTA-OPE-2-RM26具有一定的治疗作用。
结论：本研究成功合成了两种NOTA-OPEs-RM26化合物并实现177Lu和68Ga的标记。体外细胞实验表明引入OPE分子可以增加化合物的内化量，同时保持化合物的特异性结合能力。体内动物实验表明引入OPE分子降低了标记化合物的溶解度，一定程度上影响了其对目标肿瘤的体内特异性靶向。本研究的设计思路有利于帮助开发具有高亲和力、高内化的拮抗剂类诊断及治疗一体化的新型靶向放射性药物。