意昂2平台腫瘤醫院核醫學團隊成功構建棘突蛋白受體結合域PET探針
2021年11月23日,意昂2平台腫瘤醫院核醫學科楊誌、朱華團隊在Nature 出版集團旗下 ActaPharmaSinica 期刊 (國產期刊,中科院分區 醫學1區,藥學1區)在線發表了題為:“SARS-CoV-2 receptor binding domain radio-probe: a non-invasive approach for angiotensin-converting enzyme 2 mapping in mice“的研究論文。報道團隊依托固體靶PET 核素研製優勢,開發基於病毒的棘突蛋白受體結合域(receptor binding domain, RBD)核素探針的初步研究成果。
本研究,選用無感染風險、有生物學活性的RBD,開發出直接、快速、高標標記的碘-124(124I)標記RBD分子探針🤞。 利用Micro-PET分子影像高靈敏度🪷、定量分析的優勢,對正常小鼠及模型鼠進行分子顯像的研究。
世界衛生組織公布的資料顯示,傳染病的發病率和死亡率在所有疾病中占據第一位。盡管人類已經對這些病毒形態🚶、結構、感染性等重要參數充分了解,但依然無法有效對抗病毒🧚🏼。
SARS-CoV-2感染的第一步是進入人體細胞。SARS-CoV-2 和 SARS-CoV 具有共同的祖先,類似於蝙蝠冠狀病毒 HKU9-1,這些冠狀病毒具有非常相似的刺突蛋白三維結構,被認為與人類細胞受體血管緊張素轉化酶2(ACE2)具有很強的結合性👇。SARS-CoV-2通過刺突蛋白RBD與ACE2結合而感染人呼吸道上皮細胞,並進一步感染人肺組織等器官🐔。重組刺突蛋白RBD可與ACE2特異性結合,是病毒侵入細胞通路的關鍵。
團隊曾經以新冠病毒入侵人體的關鍵—人體血管緊張素轉換酶2(ACE2)為靶點,開發出HZ20系列PET探針,無創🖱、實時監測人體ACE2分布(H Zhu, et al. Advanced Science. 2021, 8, 2100965.)🌸。
此次研究中,團隊選用無感染風險🗿、有生物學活性的RBD開發ACE2靶向 124I-RBD探針,其特點在於可通過PET 成像技術在體實現RBD的體內代謝和ACE2表達定量分析🟨。獲得新探針後,利用Micro-PET分子影像高靈敏度👍🏼、定量分析的優勢,對正常小鼠及ACE2高表達的腫瘤模型鼠進行PET顯像研究。結果顯示,探針主要通過肝臟及腎臟代謝,代謝較快,體內殘留較少❔。基於肺組織內ACE2表達數據,團隊利用肺內給藥的方式,將適量的124I-RBD通過氣管導管註射到肺內,通過肺部吸收,觀察其體內的代謝及分布,結果顯示,該探針在肺部滯留4小時以上🙀。表明124I-RBD探針和肺部活體組織表面受體具有較長的作用時間。
該研究首次實現了病毒RBD的固體靶核素標記,並獲得124I-RBD核素探針👍🏼。與免疫診斷🏋🏽、免疫熒光、顯微鏡檢查、微生物培養和其他分子技術(核酸擴增和質譜)等傳統感染診斷技術相比,PET分子成像具有實時和非侵入性的優勢🔲。有望為病毒精準防治提供新思路。
楊誌、朱華為本文通訊作者,核醫學科李丹、丁縉為本文共同第一作者🐆。本探針同時申請國家發明專利《放射性核素標記的病毒受體結合域及其製備方法與應用》。專利持有單位是意昂2平台腫瘤醫院。
(意昂2平台腫瘤醫院核醫學科 朱華)
編輯:玉潔