小细胞外囊泡的[89Zr]Zr(oxinate)4直接标记PET成像

2022-02-26 14:41

Azalea A. Khan et al., Bioconjugate Chemistry, 2022

摘要

外泌体或小细胞外囊泡（sEVs）作为药物递送系统和疾病生物标志物的潜力日益受到关注。因此，利用能够在全身水平进行长期追踪的成像技术来了解其体内生物分布至关重要。正电子发射断层扫描（PET）技术能够在短期和长期内对动物和人体内的放射性标记化合物进行全身追踪，且与其他核成像技术相比，具有优异的定量特性。在本报告中，我们探索了使用[⁸⁹Zr]Zr(oxinate)₄（一种细胞和脂质体放射性示踪剂）对多种类型sEVs进行直接且腔内放射性标记的方法，并实现了较高的放射性标记产率。我们针对sEV标记优化了放射合成和放射性标记方案，避免了对sEV的损伤，这通过多种表征技术（低温电子显微镜、纳米颗粒跟踪分析、斑点杂交和流式细胞术）以及体外技术得到了验证。在健康小鼠模型中使用胰腺癌sEVs（PANC1），我们证明了可以在体内使用PET成像追踪⁸⁹Zr标记的sEVs至少长达24小时。我们还报告了完整sEVs与故意热损伤的sEVs之间存在差异的生物分布，后者在脾脏的摄取显著降低。因此，我们得出结论，使用此方法获得的⁸⁹Zr标记sEVs可可靠地用于体内PET追踪，从而能够有效地探索其作为药物递送系统的潜力。

nanoScan^® PET/CT扫描结果

在健康小鼠体内的PET-CT成像显示，⁸⁹Zr标记的sEVs在24小时内保持稳定，因此可在此时间范围内进行可靠追踪。

完整与热损伤的⁸⁹Zr-PANC1 sEVs之间差异性的脾脏:骨骼摄取比，使得我们提出可将此参数用作采用此放射性标记方法时评估sEV稳定性的成像生物标志物。

图5. ⁸⁹Zr-PANC1外泌体的PET成像与离体生物分布。（A）分别静脉注射（i）完整的⁸⁹Zr-PANC1外泌体，（ii）热损伤的⁸⁹Zr-PANC1外泌体，以及（iii）中和的⁸⁹Zr⁴⁺对照后1小时和24小时，C57BL/6j小鼠的最大密度投影PET-CT图像；白色箭头指示代表性淋巴结（见图S6），B = 膀胱；⁸⁹Zr对照组的PET成像色标为图像清晰度进行了调整。（B）注射完整⁸⁹Zr-PANC1外泌体的小鼠PET-CT图像（轴状面、矢状面和冠状面切片），显示其在脑部有摄取；图像色标与（A）相同。