肝细胞癌(以下简称肝癌)的恶性程度是肝癌生物学特性最集中的体现。现代分子影像多模式融合技术PET/CT的出现为肝癌生物学行为评价提供了新的手段。本研究针对医学影像对肝癌生物学行为显示不足问题入手,探索正电子分子探针对肝癌不同生物学行为的显示,通过多种反映不同代谢过程正电子分子探针组合显示方式,达到鉴别肝癌生物学行为的目的。为此,本课题进行了以下内容的研究。选择四株具有不同生物学特性的肝癌细胞系作为研究对象,即高、低致瘤性细胞株QGY7701、HEP G2,及高、低不同转移特性细胞株MHCC-97H、MHCC-97L。以肺腺癌细胞株A549作为阳性对照。行FDG、FLT、CH细胞学实验研究,观察不同生物学特性细胞之间对反映不同代谢过程示踪剂摄取能力的差异,通过多探针组合分析,探索不同生物学行为显示的示踪剂组合规律。在此基础上通过不同方式干预下重复细胞FDG、FLT、CH学实验研究,干预措施包括葡萄糖干预、胰岛素干预、化疗药物(5-FU)干预及测定细胞内示踪剂的流出量,观察干预状态下不同生物学特性肝癌细胞示踪剂摄取能力的变化,并通过干预前后细胞摄取能力变化的分析,优化不同生物学特性肝癌细胞示踪剂的显示。通过对数据的综合分析,建立区分不同生物学特性肝癌细胞示踪剂规律判别方程和诊断综合表,并通过回代分析予以验证,分析其效能。为进一步验证生物学特性与示踪剂摄取之间的关系,采用分子生物技术,相对定量或半定量分析OPN、Glut1、Glut3、Ki-67在各个不同特性细胞株中的表达,对比分析分子生物学指标与分子探针摄取率的关系。最后进行具有不同生物学特性荷瘤动物模型的FDG、FLT、cH microPET/CT显像初步研究,通过对肿瘤不同示踪剂显像分析,观察在体条件下对不同特性肝癌肿瘤显示组合的示踪剂规律。通过对上述内容的实验研究,取得以下结果。具有高、低转移特性肝癌细胞之间对任何单一探针(FDG、FLT和CH)摄取无统计学上差异(p＞0.05)。具有高、低致瘤特性肝癌细胞之间对FDG、FLT摄取有统计学差异(p＜0.05),对CH摄取无统计学差异(p＞0.05)。三种示踪剂对同一株肝癌细胞摄取率之间存在统计学差异(p＜0.05)。高糖环境、高胰岛素水平下,高、低转移特性肝癌细胞及高、低致瘤性肝癌细胞FDG摄取率出现统计学差异(p＜0.05)。高糖环境下,细胞摄取率降低;高胰岛素水平使细胞摄取率升高。细胞示踪剂摄取速率与细胞摄取率变化有一致的趋势,保留指数变化趋势波动较大。FDG流出量与细胞吸收量之间具有明显的相关性(p＜0.05),高、低不同转移特性细胞之间,及高、低致瘤性细胞之间流出量和吸收量有统计学上的差异(p＜0.05)。建立区分不同生物学特性肝癌细胞示踪剂规律判别方程和诊断综合表,通过回代分析,结果显示判别方程和诊断综合表可以区分不同生物学特性肝癌细胞。分子生物学指标OPN、Glut1、Glut3、ki-67在不同生物学特性细胞之间表达存在着差异。高、低不同转移特性细胞株表达高于在高、低致瘤性细胞株表达,高转移细胞株表达高于低转移细胞株表达,低致瘤细胞株表达高于高致瘤性细胞株表达。OPN、Glut1、Glut3、ki-67与高低转移特性细胞FDG摄取率之间无明显相关,与葡萄糖或胰岛素干预后FDG摄取率存在正相关趋势。OPN、ki-67与高、低致瘤性细胞株FLT摄取率之间呈负相关趋势。OPN、ki-67与高、低转移特性细胞株CH摄取率之间无明显相关趋势。与细胞学实验结果相同,高、低不同转移特性动物模型单一分子探针(FDG、FLT、CH)显像肿瘤放射性计数无统计学上的差异(p＞0.05)。高、低不同致瘤特性动物模型FDG显像肿瘤放射性计数无统计学上的差异(p＞0.05),而FLT和CH显像有统计学差异(p＜0.05),FLT在高致瘤动物模型T/NT高于低致瘤动物模型,CH在低致瘤模型T/NT高于高致瘤模型。通过以上研究,对数据综合分析,形成不同生物学特性肝癌细胞示踪剂规律判别方程和诊断综合表,初步证明,通过多探针、多参数组合方式,可以区分肝癌细胞生物学特性。分子生物学指标与示踪剂摄取存在不同的对应关系。这种组合判别生物学特性的分子影像规律可以在不同动物模型显像得以初步印证。