光学分子影像探针的构建及其在胃癌新药筛选和靶向监测中的应用

【摘要】近年来，随着人类基因组计划的完成，细胞生物学、分子生物学以及蛋白质组学等生命科学相关技术的突破性发展，传统医学影像与其有机的结合形成了新一代医学影像方法——分子影像学。它能够在活体状态下的细胞和分子水平观测生物的生理变化过程，为定性以及定量研究基因功能、新陈代谢、疾病发生发展机理、病情监测、靶向治疗、疗效评估等提供信息获取与分析处理的新方法，有望实现对疾病的早期诊断、准确诊断和有效治疗。光学分子影像作为分子影像的主要模态之一，以其低能量、无辐射、高灵敏度、高时间分辨率、低成本、易操作等优点而得到广泛的研究和应用。分子探针是光学分子影像的先决条件。制备胃癌特异性光学分子探针，利用光学分子影像对胃癌的早期诊断、疾病监测、靶向治疗及疗效评估、新药研发等进行相关研究，对于推动我国早日攻克胃癌重大疾病具有重大意义。本文的主要工作围绕可用于胃癌相关研究的特异性光学分子探针构建而展开，建立可用于生物发光成像的稳定表达萤火虫荧光素酶的胃癌细胞株，利用该细胞株，基于生物发光成像对新型靶向化疗药物针对胃癌进行药效评价，探讨利用该细胞系作为生物模型基于生物发光成像对胃癌细胞进行实时在体追踪的可靠性以及对胃癌的进展、转移以及新药筛选等方面研究的有效性；另外，构建一类具有良好特性的新型花菁染料，然后与胃癌特异性分子相偶联制备成胃癌特异性荧光分子探针，基于荧光分子成像对胃癌的在体可视化监测进行研究，探讨该类染料的可修饰性，胃癌特异性分子探针的靶向性以及利用该类特异性分子探针进行胃癌特异性诊断的可靠性。具有来讲，本文的主要工作包括：1：构建了一种可稳定表达萤火虫荧光素酶报告基因的胃癌细胞亚系SGC-7901-luc。利用慢病毒转染方法将外源性萤火虫荧光素酶报告基因转染到胃癌细胞，构建了胃癌细胞亚系SGC-7901-luc，通过相关分析实验发现，SGC-7901-luc为实时在体追踪胃癌细胞的生长状况提供了可靠的生物模型。2：探索了一种新型的Bcl-2/Bcl-xL小分子抑制剂ApoG2对不同分化程度胃癌细胞的体外抑制作用。细胞凋亡不足是胃癌发生发展的核心环节，利用化疗药物诱导细胞凋亡是治疗胃癌的有效方法之一，但是临床上对化疗药物的耐药成为治疗胃癌失败的主要原因之一。因此，筛选新的有效化疗药物对胃癌治疗至关重要。针对Bcl-2蛋白抑制剂已成为当前抗肿瘤药物的研究热点，我们选择新型Bcl-2/Bcl-xL小分子抑制剂ApoG2针对胃癌开展体外细胞活性实验，发现ApoG2可通过激活线粒体凋亡通路，诱导胃癌细胞发生凋亡进而有效抑制肿瘤的生长。3：进一步，ApoG2针对胃癌的体内的抑瘤效果进行了研究。基于所合成的SGC-7901-luc细胞系，利用生物发光成像系统，对ApoG2在体内对胃癌细胞生长的影响进行了实时在体示踪，发现ApoG2还可通过内质网应激凋亡通路的激活导致细胞凋亡的发生，进而在体内以非常小的毒副作用有效抑制肿瘤的生长，说明ApoG2可作为胃癌治疗的潜在靶向化疗药物具有临床转化前景。4：合成了一类具有毒性小、光稳定性强、具有膜穿透性以及生物活性等优点的新型五甲川花菁染料，提出了一种有效的合成花菁染料的新方法。由于花菁染料具有分子量小、毒性低、波长可调范围广、以及摩尔消光系数大等优点，使其广泛的用于荧光标记领域。但是，目前，花菁染料存在着种类有限、光稳定较差、荧光量子产率低、合成路线复杂、副产物多、难纯化进而导致价格昂贵、在肿瘤荧光分子成像研究中可用的甚少（常见的只有IRDye800以及Cy5.5）进而极大阻碍了其在荧光分子成像肿瘤研究中的应用等缺点，总结花菁染料合成及性能可改进的方法，利用对称合成方法，得到甲川链中位带氯的染料，再通过巯基取代氯原子制备出中位为生物活性基团（羧基-COOH）的新型五甲川花菁染料，改善原有的合成路径复杂、副产物多、目标产物产率低、难分离、从而导致其价格昂贵等问题，为基于荧光分子成像开展相关研究奠定了基础。5：构建了一类具有胃癌血管靶向特异性的新型荧光分子探针，利用荧光分子成像对胃癌的靶向监测进行了相关研究。在本文，选择具有良好生物亲和力和特异性的胃癌血管特异性短肽GX1作为胃癌特异性分子标志物，将自行所合成的新型五甲川花菁染料CyIC与其共价偶联，制备成具有胃癌特异靶向能力的CyIC-GX1荧光分子探针，通过体内外荧光成像实验发现所合成的探针具有很好的胃癌肿瘤靶向能力，说明所构建的新型五甲川花菁染料可用于荧光成像研究领域，扩大了荧光标记物的可选择性以及GX1具有非常好的肿瘤血管靶向能力，尤其针对胃癌，其可以作为胃癌的特异性标记物，开展相关的胃癌诊断研究，具有向临床转化的潜能。
【作者】辛静；
【导师】田捷；
【作者基本信息】西安电子科技大学，模式识别与智能系统，2013，博士
【关键词】光学分子影像；光学分子探针；萤火虫荧光素酶报告基因；Bcl-2/Bcl-xL；小分子抑制剂；花菁染料；胃癌靶向成像；

【参考文献】
[1]孙兰兰.关联理论在高中英语阅读教学中的应用[D].渤海大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[2]贺欣.中职学校家校合作策略研究[D].广东技术师范学院,职业技术教育学,2014,硕士.
[3]苏东涛,胡亚澜.大银鱼移植增殖技术[J].农民科技培训.2002(09)
[4]俞琦.中国全域城市化理论实践研究[D].华东师范大学,人文地理学,2013,硕士.
[5]陈穗祯,李亚飞.一个工厂变电站运行参数的监测与远程数据通信的计算机系统[J].冶金自动化,1991,02:33-36+58.
[6]王婧慧.邓小平意识形态理论研究[D].吉林大学,马克思主义中国化研究,2013,硕士.
[7]王鹏远.基于VC++的水泥混凝土路面错台三维检测软件系统设计与实现[D].长安大学,交通信息工程及控制,2014,硕士.
[8]赵谞媛.借鉴《仪礼》贵族形象塑造的自媒体个人形象塑造策略研究[D].哈尔滨工业大学,设计学,2014,硕士.
[9]王文龙.体验式培训师管理体系的研究[D].沈阳体育学院,体育教育训练学,2013,硕士.
[10]邢誉田.道光朝总督群体研究[D].兰州大学,中国近现代史,2013,硕士.
[11]李竑.在股东和地方政府共同干预下的企业决策模型研究[D].南开大学,企业管理,2012,硕士.
[12]郭璐.某国有企业股权出资案例研究[D].电子科技大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[13]陈曦.基于Hilbert-Huang Transform的股指期货分析[D].吉林大学,概率论与数理统计,2013,硕士.
[14]党元臻.基于视频序列的目标检测与跟踪[D].山东大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[15]胡鹏.论当前我国私募基金的规范与监管问题[D].河南大学,国民经济学,2004,硕士.
[16]赵萌.潜江市小龙虾出口问题研究[D].湖北大学,世界经济,2012,硕士.
[17]黄清和,尹琪.知识发现与决策支持[J].南开管理评论,2002,03:76-78.
[18]王世玉.车身碰撞变形曲面的图像三维重构技术研究[D].长安大学,车辆工程,2014,硕士.
[19]周琛.企业知识管理创新体系研究[D].中南大学,2004.
[20]徐亭亭.基于社会网络视角的企业人际竞争情报网络研究[D].华中师范大学,情报学,2014,硕士.
[21]郭丹琳.建筑设计人才精准招聘研究[D].首都经济贸易大学,企业管理,2014,硕士.
[22]陈菲菲.异甘草酸镁对高脂肪乳负荷肝细胞的保护效应及分子机制研究[D].苏州大学,临床医学（专业学位）,2014,硕士.
[23]王娇.论教师语言的语用失误问题[D].吉林大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[24]宋林.《带我出去》中的同性恋和男性气质危机[D].广东外语外贸大学,英语语言文学,2013,硕士.
[25]程诚.新课程背景下的高中语文古典诗歌教学策略探究[D].西北师范大学,教育,2013,硕士.
[26]奚洵.青岛沿海海藻次级代谢产物及其生物活性筛选的初步研究[D].青岛理工大学,市政工程,2013,硕士.
[27]高清雅.我国优秀游泳运动员水中训练负荷的分析研究[D].北京体育大学,康复医学与理疗,2013,硕士.
[28]张红伟.车载通信系统频率指配兼容性评估技术[D].西安电子科技大学,机械电子工程,2012,硕士.
[29]葛维.基于云计算的房地产中介管理系统的分析设计研究[D].西安科技大学,计算机技术,2014,硕士.
[30]田静.基于灰色关联模型的工程胜任力分析[D].天津大学,工程管理,2013,硕士.
[31]徐图.节能减排约束下浙江省“十二五”能源结构优化调整研究[D].浙江工商大学,国民经济学,2013,硕士.
[32]孙刚.林火扑救ATV动力性匹配研究[D].北京林业大学,车辆工程,2013,硕士.
[33]翟丽华.内置微型液轮机换热管工作特性研究[D].广西大学,化工过程机械,2004,硕士.
[34]樊凤阳.纳米金刚石载药及其对HL-60细胞凋亡作用的研究[D].吉林大学,2014.
[35]林建贵.RNA干扰Jagged1基因对肾透明细胞癌细胞的影响及其机制的研究[D].福建医科大学,泌尿外科学,2014,硕士.
[36]李皛.论刑罚权及其限制[D].华东政法学院,刑法学,2004,硕士.
[37]邵碧娟,李相鹏,李婷婷,王家德.网板结构柱塞流电化学反应器流场的测试[J].浙江大学学报(工学版),2015,01:130-135.
[38]王书明.隧道钻爆法施工对地表建筑结构的动力响应研究[D].长安大学,结构工程,2014,硕士.
[39]万洪莉.基于Web服务的EAI在网络化制造中的应用[D].沈阳工业大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[40]郦佳鸣,连桂玉.如何在数字图书馆中有效应用知识管理理论[J].医学情报工作,2005,06:450-452.
[41]郑典亮.吹扫风机车传动系统的结构分析与优化[D].吉林大学,机械工程,2014,硕士.
[42]杨朝晖.面向电信维护的嵌入式系统研究[D].西北工业大学,计算机软件与理论,2004,硕士.
[43]王庆龙.泽诚公司市场营销战略与策略研究[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[44]谭意.基于弹性设计理念的小户型住宅空间研究[D].湖南师范大学,设计艺术学,2013,硕士.
[45]饶源.CMOS多路可加权高频模拟开关芯片的研究[D].浙江大学,微电子学与固体电子学,2004,硕士.
[46]王爱玲,葛雁冰,魏政,柴先锋,樊涛.中国石油规划总院数据库系统[J].石油规划设计,2005,03:40-42.
[47]姬桂花.两种不同的消毒剂对肉鸡孵化卫生及孵化效果的影响[D].中国农业大学,临床兽医学,2004,硕士.
[48]马步云.1978年以来日本政府的中国观[D].南京大学,日语语言文学（专业学位）,2013,硕士.
[49]廖平平.基于相对可靠度思想的PPC框架DDBD方法理论研究[D].重庆大学,结构工程,2014,硕士.
[50]梁志祥.胺基聚甲基丙烯酸甘油酯季铵盐的合成及其作为基因载体的性能和抗菌活性研究[D].天津理工大学,药物化学,2013,硕士.