89Zr(oxinate)4直接放射性标记小细胞外囊泡的PET成像

2022-02-28 16:39

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

摘要

外泌体或小细胞外囊泡作为药物递送系统和疾病生物标志物，其潜力日益受到关注。因此，通过可在全身水平进行实时追踪的成像技术，了解其在体内的生物分布至关重要。正电子发射断层扫描（PET）能够实现对放射性标记化合物在动物和人体内的短期与长期全身示踪，且相比其他核医学成像技术具有卓越的定量性能。本研究探索了利用[⁸⁹Zr]Zr(oxinate)₄（一种细胞与脂质体放射性示踪剂）对多种小细胞外囊泡进行直接腔内放射性标记的方法，并实现了高标记率。我们针对小细胞外囊泡标记优化了放射合成与标记方案，避免了囊泡损伤，并通过多种表征手段（冷冻电镜、纳米颗粒追踪分析、斑点印迹和流式细胞术）及体外实验进行了验证。在健康小鼠模型中使用胰腺癌来源的小细胞外囊泡（PANC1）进行实验，结果表明可利用PET成像在体内追踪⁸⁹Zr标记的小细胞外囊泡至少24小时。研究还发现，完整小细胞外囊泡与经热处理故意破坏的囊泡具有不同的生物分布，后者的脾脏摄取显著降低。因此，我们认为通过此方法获得的⁸⁹Zr标记小细胞外囊泡能够可靠地用于体内PET示踪，从而有效探索其作为药物递送系统的潜力。

nanoScan PET/CT 结果

〉在健康小鼠体内进行的 PET-CT 成像显示，⁸⁹Zr标记的sEVs在24小时内保持稳定，因此在此时间范围内可对其进行可靠示踪。

〉完整与热损伤的⁸⁹Zr-PANC1 sEVs在脾脏与骨骼的摄取比存在差异，这表明在使用此放射性标记方法时，该参数可用作评估sEV稳定性的成像生物标志物。图5. ⁸⁹Zr标记的PANC1 sEVs的PET成像与离体生物分布。 (A) C57BL/6j小鼠静脉注射后1小时和24小时的(i)完整⁸⁹Zr-PANC1 sEVs、(ii)热损伤⁸⁹Zr-PANC1 sEVs及(iii)中和⁸⁹Zr4+的生物分布最大强度投影PET-CT图像；白色箭头=代表性淋巴结（见图S6），B=膀胱；为图像清晰起见，⁸⁹Zr对照组的PET成像色阶已调整。(B) 注射完整⁸⁹Zr-PANC1 sEVs的小鼠PET-CT图像（横断面、矢状面和冠状面切片），显示脑部摄取；图像色阶与(A)相同。