[发明专利]一类丹磺酰类分子探针及其合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于分子影像学领域，具体涉及一类丹磺酰类分子探针及其合成和应用的方法。

背景技术

分子影像学(Molecular Imaging)是运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特 定分子，反应活体状态下分子的水平变化，对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的 一门新兴边缘学科[M Rudin，R Weissleder.Molecular imaging in drug discovery and development. Nat.Rev.Drug Discov.，2003，2，123-131；HR Herschman.Molecular imaging：looking at problems， seeing solutions.Science，2003，302，605-08；R Weissleder.Molecular imaging in cancer. Science， 2006，312，1168-1171.]。经典的影像诊断(CT、MRI等)主要显示的是一些分子改变的终效应， 而分子影像学通过发展新的分子探针、工具及方法，探究疾病过程中细胞和组织在分子水平上 的异常，在尚无解剖改变的疾病发生前检出异常，为探索疾病的发生、发展和转变，为药物的 疗效评估，为分子水平的疾病治疗开启了新天地。分子影像学的概念于1999年首次提出[R Weissleder.Molecular imaging：exploring the next frontier.Radiology，1999，212，609-614.]，融合了 化学、分子生物学、物理学、放射医学、核医学等多个学科和技术，具有传统影像成像手段所 不具有的优点：无创伤、实时、活体、特异、精细(分子水平)显像等独特性质。分子影像学 最大的挑战来自影像探针分子的寻找和研制。优良的探针需要具备结合的特异性、一定的穿透 性以及能产生良好的影像信号等特点。影像探针的研制一直以来吸引着科学家的注意，这也使 其在生物医学检测领域蕴藏着巨大的应用前景，实现对活体内特异性物质的识别，尤其是对肿 瘤特异性分子相关的诊断中发挥重要的作用。

细胞凋亡或程序化细胞死亡是多细胞有机体为调控机体发育，维护内环境稳定，由基因控 制的细胞主动死亡过程，是细胞衰老自然死亡的主要方式之一。随着对细胞凋亡研究的深入开 展，人们认识到凋亡是多细胞生物体保证个体正常生理过程所必需的，而凋亡过多或过少都可 引起疾病发生。因而，探讨细胞凋亡的奥秘将有助于人们了解生命，战胜疾病。要了解细胞凋 亡过程，首先需要准确地检测异常细胞凋亡的发生和监测这一病理状态的动态变化。因此发展 一种具有高灵敏性和特异性的分子影像学探针用于检测细胞凋亡对疾病的诊断和治疗具有重 要意义，这将为疾病发生的早期检测、预警、诊断和疗效评估提供新方法和新手段。目前，检 测细胞凋亡的手段还很有限。Annexin V法是目前运用最为广泛的一种手段，也是作为检测细 胞凋亡的标准方法(Gold Starndard)[MK Squier，JJ Cohen.Standard quantitative assays for apoptosis. Molecular Biotechnology，2001，19，305-312.]。Annexin V是一种分子量为35.8KDa的Ca²⁺依赖 性磷脂结合蛋白，能与细胞凋亡早期过程中翻转到膜外的磷脂酰丝氨酸(Phosphatidylserine，PS) 高亲和力结合。利用这种特性，荧光标记Annexin V可通过检测暴露在细胞膜表面的PS而产 生光学成像。其中Annexin V-EGFP和Annexin V-FITC，灵敏度高，被作为FACS(流式细胞分 选)方法筛选凋亡细胞的基础[DT Dicker，WS E1-Deiry.Flow cytometric analysis of tumor suppressor gene-induced apoptosis.Methods in Molecular Biology，2003，223，271-282.]。Annexin和 碘化丙啶(Propidium Iodide，PI)进行的双染色，可用来区别凋亡早期细胞与坏死细胞和凋亡晚期 的细胞。除此之外，生物素(Biotin)偶联的Annexin V也可通过常用的酶联显色反应光学成像检 测凋亡[E Miller.Apoptosis measurement by annexin V staining.Methods in Molecular Medicine， 2004，88，191-202.]。近年随着分子核医学显像研究的发展，用放射性核素标记Annexin V的凋 亡显像剂研究成为研究的热点和重心，这些标记分子探针包括：¹⁸F-SFB-Annexin V， ^99mTc-hydraziono-nicotinamide-AnnexinV(^99mTc-HYNIC-AnnexinV)， ^99mTc-Ethylenedicysteine-Annexin V(^99mTc-ED-Annexin V)等[HH Boersma，BL Kietselaer，LM Stolk，A Bennaghmouch，L Hofstra，J Narula，GA Heidendal，CP Reutelingsperger.Past，present，and future of annexin A5：from protein discovery to clinical applications.J Nucl. Med.，2005，46， 2035-2050；S Rottey，D Loose，L Vakaet，C Lahorte，H Vermeersch，S Van Belle，C van de Wiele. 99mTc-HYNIC Annexin-V imaging of tumors and its relationship to response to radiotherapy and/or chemotherapy.JNucl. Med.Mol. Imaging，2007，51，182-188.]。标记Annexin V探针分子对活体的 凋亡显像研究在器官移植、肿瘤治疗、心脏疾病、中枢神经疾病等，特别是在肿瘤治疗评价和 预后处理方面取得了很大的进步，显现出非常重要的科学意义和研究价值。