摘要
ACE2 是新冠病毒SARS-CoV-2入侵宿主細胞的關(guān)鍵受體，其活體無創(chuàng)顯像對病理機制研究意義重大。本研究設(shè)計三種 DX600 衍生肽，分別偶聯(lián) DOTA、NODAGA、HBED-CC 螯合劑并標記??Ga，構(gòu)建靶向 ACE2 放射性探針。通過ACE2 與 ACE 轉(zhuǎn)染的 HEK 細胞及相應(yīng)異種移植瘤小鼠模型，結(jié)合SPECT/CT 顯像評價靶向特異性與體內(nèi)分布。結(jié)果顯示三種探針均特異性識別 ACE2、不結(jié)合 ACE，其中??Ga-HBED-CC-DX600 摩爾活度最高（60 MBq/nmol）、腎臟滯留最低（7.2 %IA/g）、靶本比最優(yōu)（1.77），是理想 ACE2 分子影像探針，為新冠相關(guān)病理顯像提供新工具。
圖1：論文封面概要
方法
合成 DOTA-DX600、NODAGA-DX600 和 HBED-CC-DX600 三種螯合修飾肽，進行 ??Ga 放射性標記，評估標記效率與在生理鹽水及血漿中的穩(wěn)定性。采用 ACE2 與 ACE 轉(zhuǎn)染的 HEK 細胞開展體外結(jié)合實驗，測定 KD 值（83–113 nM）。構(gòu)建 HEK-ACE2 與 HEK-ACE 異種移植瘤小鼠模型，經(jīng)尾靜脈注射探針（3 MBq/只），于注射后 1 h、3 h、24 h 進行 SPECT/CT 成像與生物分布檢測，對比不同探針的靶向能力與臟器代謝差異。
分子影像設(shè)備應(yīng)用
采用 美迪索 NanoScan SPECT/CT 小動物成像系統(tǒng)，設(shè)置??Ga 特征能窗采集信號，CT 用于解剖定位與衰減校正。經(jīng) HiSPECT 三維迭代重建，VivoQuant 軟件勾畫腫瘤及腎、肝等感興趣區(qū)，定量放射性攝取百分比，實現(xiàn)探針體內(nèi)分布動態(tài)可視化與定量分析。
分子影像設(shè)備實驗結(jié)果
SPECT/CT 顯像清晰顯示三種探針均在 ACE2 腫瘤高聚集，ACE 腫瘤無明顯攝取；??Ga-HBED-CC-DX600 腎臟清除更快、滯留顯著低于另外兩種探針，腫瘤與腎臟比值更高，圖像對比度最佳（圖 2）。
圖 2（原文 Fig.7）：SPECT/CT 融合圖對比三種探針在 ACE2 及移植瘤的攝取與腎臟滯留差異
研究結(jié)果
三種 ??Ga 標記肽放射化學(xué)純度 >98%，在生理鹽水中 24 h 內(nèi)穩(wěn)定（>99% 完整肽）。對 ACE2 的親和力適中（KD = 83–113 nM），特異性極強（HEK-ACE 細胞攝取 <0.1%）。HBED-CC 螯合可實現(xiàn)更高摩爾活度（60 MBq/nmol），體內(nèi)代謝產(chǎn)物少（腎臟中 >92% 為完整肽），腎內(nèi)滯留低（7.2 %IA/g）；而 DOTA 和 NODAGA 探針腎內(nèi)代謝產(chǎn)物分別達 ~93% 和 ~90%，腎滯留明顯（~24 %IA/g），顯像劣勢突出（圖3）。
圖 3（原文 Fig.6）：三種探針體內(nèi)生物分布柱狀圖，直觀對比腫瘤與主要臟器攝取差異
研究結(jié)論
本研究開發(fā)的??Ga-DX600 系列探針可實現(xiàn) ACE2 高特異性無創(chuàng) SPECT 顯像，HBED-CC 構(gòu)型在標記活度、體內(nèi)穩(wěn)定性與臟器代謝方面綜合優(yōu)勢顯著，適合用于活體 ACE2 表達動態(tài)監(jiān)測，為新冠病理機制研究及后續(xù) PET 顯像探針開發(fā)奠定重要基礎(chǔ)（圖 4）。
圖 4（原文 Fig.3）：DX600 與 ACE2 分子對接模型，闡釋探針靶向結(jié)合結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
原文出處DOI：10.1186/s13550-023-00979-2