新型乏氧分子探针18F-Hyp-NI用于颈动脉斑块危险度分层的PET/MRI小动物显像研究

Carotid plaque rupture and secondary thrombosis is one of the main causes of ischemic stroke. Hence, it is critical for effectively stratifying of carotid atherosclerotic plaques, following by screening high-risk plaques. Previous studies showed that the combined examination of the degree of stenosis with pathological characteristics of carotid plaque will benefit patients to a large extend. Moreover, it’s known that hypoxia in the arterial wall is a key factor in the development of atherosclerotic lesions, especially for the rupture of vulnerable plaque. Therefore, according to our previous research on atherosclerotic plaques imaging and the recognizing ability of Hyp-NI to hypoxia, we designed a novel 18F-Hyp-NI PET molecular probe. In this study, rabbit carotid plaque model with liquid nitrogen frostbite fed with high-fat diet will be evaluated by PET/MRI fusion imaging. The degree of plaque stenosis, pathological type and hypoxia level will be comprehensively evaluated to justify risk score of carotid plaque by imaging, hopefully to establish a new method for risk score evaluation of carotid plaque in preclinical stage.

颈动脉斑块的破裂及继发性血栓形成是导致缺血性脑卒中发生的主要原因之一，如何有效地对颈动脉粥样硬化斑块进行危险度分层，筛选出高危斑块至关重要。研究显示，结合斑块狭窄程度和病理分子特征两方面来综合进行颈动脉斑块危险度分层，将提高诊断的精确性。而乏氧在斑块进程中，尤其是易损斑块形成方面起着极为重要的诱导效应。因此，申请人基于前期所从事的动脉粥样硬化斑块显像方面的研究基础，结合硝基末端结构化合物对乏氧环境的识别效应，设计了新型PET乏氧分子探针18F-Hyp-NI，并采用高脂饮食喂养结合液氮冻伤术建立兔颈动脉斑块模型，进行颈动脉斑块PET及MRI多序列融合显像，依据斑块病理类型，从斑块狭窄程度、病理类型与乏氧程度综合起来进行颈动脉斑块危险度分层评估，筛选出高危斑块，以期望建立一套颈动脉斑块危险度分层评估的新方法，具有为临床干预提供影像学指导的潜力。

急性心脑血管事件中的罪犯血管管腔狭窄程度并不严重，而易损斑块是导致急性心脑血管事件发生的主要原因。研究结果显示CD80表达于活化B淋巴细胞、活化T淋巴细胞、巨噬细胞、外周血单核细胞及树突状细胞，其属于免疫球蛋白超家族。Meletta等学者采用 111In标记belatacept合成111In-DOTA-belatacept分子探针，可以靶向CD80/CD86高表达的组织或细胞上，研究结果显示该分子探针可以用来评估动脉粥样硬化斑块内炎症反应程度。本课题通过使用拟合成一种新型靶向激活的炎症细胞的PET分子探针，即F-18标记的anti-CD80-mAb分子探针，从而探索一种新的诊断以及监测动脉粥样硬化不稳定斑块的手段。制备CY3-anti-CD80-mAb荧光探针，并将其进行了鼠源巨噬细胞系RAW264.7细胞免疫荧光实验，在细胞水平验证了anti-CD80-mAb抗体显像可行性。通过Western blot实验验证了RAW264.7细胞系显著高表达CD80，正常动脉血管不表达CD80，这将为该分子探针在动脉粥样硬化斑块炎症显像可行性提供支撑。采用124I标记anti-CD80-mAb合成124I-anti-CD80-mAb分子探针，研究显示该分子探针放化纯度高，体内外稳定性较好，在生理盐水或小鼠血清中72h时探针的放化纯仍高于85%。实验组采用8周龄雄性ApoE-/-小鼠并进行特殊高脂进行饲养30周构建动脉粥样硬化模型鼠；对照组采用8周龄雄性C57BL/6N小鼠并使用正常普食进行喂养30周。对照组与实验组行18F-FDG PET/CT显像，之后行124I-anti-CD80-mAb PET/CT显像，结果示18F-FDG micro-PET/CT显像对于AS斑块显示欠佳，而124I-anti-CD80-mAb PET/CT显像可见主动脉弓处显像剂浓聚。并进行主动脉大体及冰冻切片油红O染色，研究显示染色结果与显像结果相匹配。本课题证明了124I-anti-CD80-mAb PET/CT显像可以对动脉粥样硬化斑块炎症细胞的浸润程度进行评估，从而可以对斑块的不稳定性进行监测。由于anti-CD80-mAb的分子量大，探针在血液中代谢缓慢，干扰了动脉粥样硬化斑块显示，因此又进行了抗体片段Fab的制备，以备后续进一步优化该分子探针。

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