以甘氨酸脱羧酶为靶点的癌症早期诊断分子探针的研究

项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21778003
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0701.生物体系分子探针
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Non-invasive detection of cancer stem cells (CSC) is of great importance for cancer treatment, nevertheless is still a long-standing challenge in clinics. PET is a cutting-edge imaging technique that produces a 3-D image of functional processes in the body, and can distinguish diseased region from health tissue with great sensitivity. The most broadly used PET tracer is 18F-2-fluorodeoxyglucose (FDG). It is now the gold standard for PET neuroimaging and cancer patient management. However, [18F]FDG is not able to detect CSC as glucose metabolism is inactive in CSC. To discover a CSC specific PET tracer, here we describe a new glycine mimics—boron derived glycine (B-Gly), that is designed to serve as a specific imaging probe for Glycine Decarboxylase (GLDC). GLDC is recently reported as a specific marker for CSC. It is required for CSC growth and plays an essential role of promoting cellular transformation and tumorigenesis. GLDC catalyzes a chemical reaction, of which the two substrates are glycine and H-protein-lipoyllysine, whereas its two products are H-protein-S-aminomethyldihydro lipoyllysine and CO2. The structure of B-Gly is identical to that of glycine, except for a replacement of the carboxylate with trifluoroborate, which is an isostereo of carboxylate. According to our hypothesis, B-Gly can participate the decarboxylation progress but would not finish the complete reaction. Consequently, 18F-labelled B-Gly is metabolically trapped within GLDC and therefore highlight GLDC by using the radioactive signal from 18F isotope. In our previous study, B-Gly exhibits strong stability under both in vitro and in vivo conditions. The cellular uptake of B-Gly follows the similar pathway as Gly, suggesting that B-Gly holds great promise for the development of new imaging probe for targeting GLDC under in vivo conditions. In this proposal, a novel PET imaging probe is expected to be discovered for CSC and guiding corresponding treatments.
癌症的早期诊断是癌症治疗的关键,也是临床中面临的一个重大难题。本课题拟借助于放射性分子成像技术,以三氟化硼和羧酸根的生物相似性为基础,发展针对肿瘤干细胞(CSC)的放射性分子探针。作为CSC的特异性靶点,甘氨酸脱羧酶(GLDC)在CSC上有着特异性的高表达。为了实现对GLDC的特异性识别,我们将甘氨酸中的羧基替换为三氟化硼,得到的硼甘氨酸(B-Gly)与甘氨酸(Gly)具有相似的化学结构,其可以做为GLDC的底物进入脱羧过程。本项目将通过建立GLDC高表达的细胞株以及活体动物成像实验,研究B-Gly与Gly的生物相似性,并通过放射性标记在活体上验证B-Gly的成像能力及其组织摄取与GLDC表达的定量关系。本课题将证实我们提出的“18F标记的B-Gly可特异性地识别CSC中的GLDC,并可通过放射性成像对CSC完成特异性识别”的假说, 为CSC的活体侦测以及癌症的早期诊断提供新思路。

结项摘要

糖尿病已成为我国三大慢性流行性疾病之一,严重影响我国国民健康建设,同时,传统的糖尿病防治手段存在确诊时间滞后,缺乏直接诊断手段的严重问题。因此,新型的精确、长时程的糖尿病指标检测手段的研发,是糖尿病医疗领域亟待解决的问题。近年来,新型硼氨酸PET分子探针为简单氨基酸的放射性标记带来了福音。针对甘氨酸在血糖调节中的重要作用,本课题利用硼氨酸分子基础开发新型甘氨酸衍生物PET探针——[18F]FBG,并用于胰岛的体内示踪与定量研究,[18F]FBG在小鼠胰腺中的摄取量与活性胰岛β细胞数量呈线性相关。该方法具有无创性、简便安全以及普适性等重要优势。与经典的血糖检测手段相比,该技术可以对正常胰岛的早期损伤病变进行检测,适用于早期的糖尿病高危人群筛查;同时可以避免胰岛移植过程中外源修饰胰岛带来的潜在风险,对糖尿病防治具有重要意义,对我国糖尿病医疗领域的发展有着重大的推动作用。在该项目的支持和启发下,团队提出了“探测/激活一体化”的理念,在国际上首次报道了基于脱硅反应的活体化学。该策略赋予了18F-硼氨酸等影像探针激活功能,实现了放射性分子影像引导的肿瘤靶向的前药可控释放和蛋白功能靶向激活,揭示了细胞焦亡的抗肿瘤免疫功能 (Nature, 2020, 579, 421–426;J Am Chem Soc, 2021, 143, 2250–2255;Angew Chem Int Ed, 2021, 133, 19903–19911)。该工作基于化学、生命科学与核科学的交叉融合,探索了放射性药物研究的新方向,显示出放射化学工具解决生命科学难题的优势。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A Cationic Micelle as In Vivo Catalyst for Tumor-Localized Cleavage Chemistry
阳离子胶束作为肿瘤局部裂解化学的体内催化剂
  • DOI:
    10.1002/anie.202106526
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Angewandte Chemie International Edition
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wang Chunhong;Hong Hanyu;Chen Mengqi;Ding Zexuan;Rui Yuchen;Qi Jianyuan;Li Zi-Chen;Liu Zhibo
  • 通讯作者:
    Liu Zhibo
Activating TiO2 Nanoparticles: Gallium-68 Serves as a High-Yield Photon Emitter for Cerenkov-Induced Photodynamic Therapy
激活 TiO2 纳米粒子:Gallium-68 作为切伦科夫诱导光动力疗法的高产光子发射器。
  • DOI:
    10.1021/acsami.7b17902
  • 发表时间:
    2018-02-14
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Duan, Dongban;Liu, Hui;Liu, Zhibo
  • 通讯作者:
    Liu, Zhibo
Side Chain Optimization Remarkably Enhances the in Vivo Stability of 18F-Labeled Glutamine for Tumor Imaging
侧链优化显着增强 18F 标记谷氨酰胺用于肿瘤成像的体内稳定性
  • DOI:
    10.1021/acs.molpharmaceut.9b00891
  • 发表时间:
    2019-12-01
  • 期刊:
    MOLECULAR PHARMACEUTICS
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Chen, Junyi;Li, Cong;Liu, Zhibo
  • 通讯作者:
    Liu, Zhibo
Size-Controlled Synthesis of Drug-Loaded Zeolitic Imidazolate Framework in Aqueous Solution and Size Effect on Their Cancer Theranostics in Vivo
水溶液中载药沸石咪唑酯骨架的尺寸控制合成及其体内癌症治疗诊断的尺寸效应
  • DOI:
    10.1021/acsami.8b17660
  • 发表时间:
    2018-12-12
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Duan, Dongban;Liu, Hui;Liu, Zhibo
  • 通讯作者:
    Liu, Zhibo
A Boron-10 nitride nanosheet for combinational boron neutron capture therapy and chemotherapy of tumor
用于硼中子捕获联合治疗和肿瘤化疗的硼-10氮化物纳米片
  • DOI:
    10.1016/j.biomaterials.2020.120587
  • 发表时间:
    2021-01-01
  • 期刊:
    BIOMATERIALS
  • 影响因子:
    14
  • 作者:
    Li, Liping;Dai, Kun;Liu, Zhibo
  • 通讯作者:
    Liu, Zhibo
共 13 条
  • 1
  • 2
  • 3
前往

其他文献

基于 MINA 的定位终端通信设计与实现
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    软件
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘志博;邓中亮
  • 通讯作者:
    邓中亮
基于自适应滑动均值和小波阈值的叶尖间隙信号降噪方法
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1004-1699.2021.01.006
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    传感技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邵兴臣;段发阶;蒋佳佳;牛广越;刘志博
  • 通讯作者:
    刘志博
低速下无刷直流电机三相电压矢量位置检测方法
  • DOI:
    10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.2017.04.014
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    电工技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈炜;刘志博;刘凯;夏长亮;耿强
  • 通讯作者:
    耿强
考虑离群值的非寿险准备金案均赔款法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    保险研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    闫春;李延星;孙晓红;刘志博
  • 通讯作者:
    刘志博
Tip-timing accuracy improvement using optical fiber bundle probe with GRIN lens under varying blade tip clearance
在不同的叶片尖端间隙下使用带有 GRIN 透镜的光纤束探头提高尖端定时精度
  • DOI:
    10.1117/1.oe.60.11.114103
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
    Optical Engineering
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    支烽耀;段发阶;刘志博
  • 通讯作者:
    刘志博
共 9 条
  • 1
  • 2
前往

正在为您生成内容...

刘志博的其他基金

分子影像辅助的新型硼中子俘获治疗药物摄取机制及治疗束品质表征的研究
  • 批准号:
    U1867209
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    270.0 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目