[发明专利]一种荧光多模式分子成像及载药的乳腺癌诊疗一体化纳米探针及制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种靶向FEN1的19F‑MR/荧光多模式分子成像及载药的乳腺癌诊疗一体化纳米探针及制备方法和应用。本探针为全氟化碳载体包裹含有靶向FEN1的小分子抑制剂SC13或其衍生物的表面活性剂和荧光染料的混合物形成的纳米颗粒；将所述混合液均匀分散于水和甘油中超声处理去除掉包未覆的组分，纯化制得可用于19F‑MR成像的载药纳米颗粒。本探针可实现在体的19F‑MR分子成像以及光学成像，实现乳腺癌等实体肿瘤的分子水平精确诊断；不仅能够起到靶向结合诊断实体肿瘤的作用，还能够实现靶向治疗；借助核内的全氟可大量携带及释放氧气的特性，改善肿瘤内乏氧微环境，实现化疗增敏的作用和实体肿瘤的诊断治疗一体化。

技术领域

本发明属于医学诊断技术领域，具体涉及一种用于乳腺癌诊断及其治疗的19F-MR/荧光多模式分子成像及载药的肿瘤诊疗一体化纳米探针制备方法和应用。

背景技术

目前为止，乳腺癌仍然是女性最常见的癌症，其发病率持续上升，所以研发新型而有效的治疗乳腺癌的药物显得极为迫切。研究表明， FEN1在乳腺癌细胞中是过表达的，并且本专利中使用MCF7乳腺癌细胞系作为研究模型，证明FEN1对于乳腺癌细胞的增殖和耐药性是必不可少的。DNA片段核酸内切酶1(FEN1)通过参与DNA复制和修复，在维持基因组的稳定性和完整性中发挥关键作用。FEN1是一种金属核酸酶，具有结构特异性，由一个核心结构域和一条尾链组成。它与其他的限制性内切酶不同，所识别的底物与序列无关，只识别特定的DNA结构。除了核酸内切酶(FEN)活性外，还有核酸外切酶(EXO)活性和缺口核酸内切酶(GEN)活性，FEN1因为自身的这三种活性，使得它在许多个DNA代谢途径中扮演极其重要角色，比如DNA片段的降解、端粒稳定性的维持，长片段碱基切除修复(LP- BER)以及后随链中引物的去除等等。FEN1可以与不同的蛋白质发生相互作用，在肿瘤细胞中存在异常的表达，这种异常表达可能是一种潜在的肿瘤标志。在细胞中FEN1的抑制会导致DNA复制阻滞并且未修复的DNA中间体会累积，从而导致DNA双链断裂和细胞凋亡。因此，靶向FEN1可以作为癌症治疗的有效的策略。研究表明 FEN1在乳腺癌中过表达，并且是癌细胞的快速增殖所必需的。此外在细胞中调控FEN1的水平会影响癌细胞对化疗药物的响应。

计算机断层扫描(CT)，磁共振(MR)或正电子发射断层扫描/ CT(PET/CT)的分辨率不足以检测出临床上这些癌前微小的早期病变。传统的1H MRI局限性是会受到呼吸运动及空气组织化学位移伪影的影响。而19F MRI在优化后具有灵敏度高、信噪比高、对比度高以及背景噪声低等优点。

全氟化碳(Perfluorocarbon，PFC)是与普通有机化合物(例如烷烃)具有相似结构的分子，不同之处在于所有氢原子都被氟取代，适用于医疗应用。全氟化碳具有高生物相容性、安全无毒和携氧能力高等特点，可被用作血液替代品。并且它不溶于水，可制备成水乳液。特别地，全氟化碳可作为生物医用的诊断成像探针，用于血池成像、炎症成像以及细胞追踪。同时它可进行选择性、定量性的药物释放，将药物快速输送到靶细胞，作为一种药物释放载体。此外，全氟化碳 (Perfluorocarbon，PFC)具有19F MRI灵敏度高的明显优势，并且它的血液和组织清除时间相对较长，为磁共振成像检测留出了足够的时间。因此，对于全氟化碳的19F MRI已经成为一种独特且无创的定量方法，在评估组织生理学和病理学方面具有广泛的应用，特别是在分子成像中，可对其乳腺癌、肺癌等实体肿瘤微小的早期病变作出诊断。然而全氟化碳纳米探针只是一种诊断探针，对于实体肿瘤的治疗并不明显。

新型的FEN1抑制剂——SC13，这种化合物特异性地抑制FEN1 活性，从而在体外及细胞中干扰DNA复制和修复。在细胞中，SC13 抑制癌细胞增殖并且诱导染色体不稳定和细胞毒性，使癌细胞对 DNA损伤试剂更加敏感。重要的是，在小鼠模型中，SC13使得肿瘤对化疗药物增敏，降低了化疗药物的使用剂量及毒副作用，正在开发作为实体瘤治疗药物。