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科學家開發(fā)出新型靶向心肌線粒體的的雙模態(tài)探針
作者：田瑞穎 來源：中國科學報 
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近日，中國科學院上海藥物研究所分子影像中心的科研人員基于小分子親脂陽離子F16特有的熒光性能及線粒體靶向機制，設(shè)計并合成了一種新型的雙模態(tài)探針5MEF，可用于心肌的PET成像和熒光成像。相關(guān)研究成果以封面文章發(fā)表于《藥物化學雜志》。
目前，中國城鄉(xiāng)居民心血管病死亡率持續(xù)升高，位居總死因首位。臨床上常用X線、CT、磁共振、超聲和放射性核素顯像作為心血管病的診斷手段。其中，核素顯像可以從心肌代謝方面評估心血管癥狀，雖然該手段具有較高的靈敏度和特異度，但也存在半衰期短、成本高等缺陷，這導致核素顯像應(yīng)用受限。新型PET心臟功能顯像劑成為臨床迫切需求。
在前期研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)吲哚乙烯喹啉鹽F16類化合物是一種具有廣闊前景的靶向腫瘤線粒體的診療化合物，具有高度疏水性，可跨過細胞膜和線粒體膜的疏水屏障，在線粒體膜電位較高的腫瘤細胞內(nèi)高度富集。心肌細胞因代謝旺盛線粒體膜電位同樣較高，然而，尚未有研究報道其在心臟成像中的應(yīng)用。
在這項研究中，研究人員首次報道了利用小分子親脂陽離子F16用于心臟成像的研究。
研究人員基于小分子化合物F16設(shè)計并合成了一系列F16衍生化合物，并通過小動物離體組織熒光成像實驗，篩選出了優(yōu)選化合物5MEF。5MEF具有較好的心臟熒光成像效果，且對心臟沒有明顯的毒性，適合進一步制備成放射性18F標記的PET心臟顯像探針。同時，細胞共定位染色實驗也證明，5MEF在心肌細胞AC16線粒體中有明顯富集效果。
隨后，研究人員通過兩步法對優(yōu)選化合物5MEF進行了18F標記，研究發(fā)現(xiàn)放射性探針18F-5MEF具有較好的比活度和放化純度，并在小動物PET/CT成像中也顯示出良好的心臟成像效果。
研究表明，基于線粒體膜電位靶向機制研發(fā)的探針5MEF，對心衰早期的診斷及各類心血管疾病心肌存活情況的準確評估具有一定的優(yōu)勢。同時，探針5MEF的開發(fā)為小分子化合物F16開辟了新的生物醫(yī)學應(yīng)用，也為基于親脂陽離子的心肌PET顯像劑的研發(fā)提供了新方向。
復(fù)旦大學華山醫(yī)院核醫(yī)學科與上海藥物研究所聯(lián)合培養(yǎng)學生鄭玲玲、上海藥物研究所博士后汪志明為該論文共同第一作者，復(fù)旦大學華山醫(yī)院核醫(yī)學科教授劉興黨、上海藥物所研究員陳浩、程震研究員為通訊作者。該研究獲得了科技創(chuàng)新2030—“腦科學與類腦研究”重大項目、國家自然科學基金、上海市科技重大專項、上海市浦江人才等項目的資助。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.1c01660