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目的:病理性血管生成对肿瘤的生长、侵袭和转移至关重要。含天冬酰胺-甘氨酸-精氨酸序列的分子探针可以特异性结合新生血管和多种肿瘤细胞表面高表达的CD13受体(氨肽酶N)。本研究拟设计合成NGR肽单体和二聚体,通过64Cu标记进行PET肿瘤显像,筛选肿瘤分子显像新探针,探索肿瘤显像新方法;结合NGR的肿瘤靶向性与肿瘤新生血管生长抑制因子(VEGI),制备新型NGR-VEGI融合蛋白,通过光学染料和核素标记,进行近红外荧光光学成像和靶向肿瘤血管系统的核素显像和治疗。本研究基于NGR合成了多个肿瘤靶向特异性的新型探针,将为无创性早期检测肿瘤血管生物过程和有效监测抗肿瘤血管治疗提供了新的方向和方法。方法:通过蛋白印记分析和细胞免疫荧光染色实验鉴定CD13受体表达阳性和阴性的细胞系,建立CD13受体表达阳性的肿瘤动物模型,利用64Cu标记的NGR肽单体和二聚体进行CD13受体的小动物PET在体显像。含NGR核心序列的NGR单体(ngr1)和二聚体(ngr2)与dota进行螯合后在乙酸铵缓冲盐中分别进行64cu标记。标记后评估64cu-dota-ngr1和64cu-dota-ngr2的体外稳定性、细胞摄取和细胞外流,肿瘤模型动物经尾静脉注射64cu-dota-ngr1和64cu-dota-ngr2后进行生物学分布及小动物pet显像。制备cy5.5标记的ngr-vegi蛋白并测定其体内外生物学功能,通过静脉注射于cd13受体表达阳性的荷瘤裸鼠模型上利用近红外荧光(nirf,near-infraredfluorescence)成像进行光学显像和量化分析。最后,使用预锡化法进行ngr-vegi的188re标记,探针进行体内外分析后在cd13受体表达阳性的荷瘤裸鼠模型上进行spect显像和核素治疗实验。结果:cd13受体高表达于人纤维腺瘤ht-1080细胞,在人结肠腺癌ht-29细胞中表达为阴性。64cu-dota-ngr2与ht-1080细胞的亲和力高于64cu-dota-ngr1,是64cu-dota-ngr1的2倍。小动物pet显像结果提示64cu-dota-ngr2与64cu-dota-ngr1相比,在ht-1080肿瘤中摄取高且清除慢,而64cu-dota-ngr1与64cu-dota-ngr2在cd13受体表达阴性的ht-29肿瘤中均摄取低且清除快。此外,64cu-dota-ngr1与64cu-dota-ngr2是通过cd13受体介导与肿瘤进行特异性结合的,注射阻断剂量的ngr环肽[c(cngrc)]后发现肿瘤放射性摄取明显下降。体外生物学分布实验结果与小动物pet显像结果一致,表明了探针体内结合的特异性。cy5.5标记的ngr-vegi能特异性结合ht-1080肿瘤,表现出快速的ht-1080肿瘤靶向性,注射后8小时即达到最高肿瘤/肌肉比值。探针与过量未标记ngr-vegi(20mg/kg)共注射后,肿瘤的特异性摄取明显下降,表明探针具有体内靶向特异性。体外nirf成像进一步证实了体内成像的结果,在注射后8小时未封闭组显示出优异的肿瘤/肌肉比值(18.93±2.88),封闭组该比值显著降低(4.92±0.75)。188re-ngr-vegi的spect成像结果显示,ht-1080荷瘤裸鼠有良好的肿瘤/本底比值。通过共注射188re-ngr-vegi和未放射性标记的ngr-vegi蛋白,肿瘤对188re-ngr-vegi的摄取明显降低。生物分布实验结果与spect显像结果一致,注射188re-ngr-vegi后24小时仍具有良好的肿瘤/肌肉比值(4.98±0.25)。核素治疗实验结果提示188re-ngr-vegi(18.5mbq)治疗组具有最好的抑瘤效果。结论:64Cu-DOTA-NGR1与64Cu-DOTA-NGR2在CD13受体表达强阳性的HT-1080荷瘤裸鼠中均显示出较高的肿瘤摄取和滞留,是肿瘤特异性的PET显像探针。与单体相比,二聚体显示出更高的肿瘤摄取值和更长的留存时间,64Cu-DOTA-NGR2有望成为肿瘤PET显像的新型核素标记探针。Cy5.5-NGR-VEGI为CD13受体高表达肿瘤提供了简便快捷、灵敏性高的靶向特异性成像方法。Cy5.5-NGR-VEGI作为一种新型的诊断治疗类探针,有望提高肿瘤治疗效果。188Re-NGR-VEGI有潜力作为治疗诊断剂进行CD13受体靶向肿瘤的成像和治疗。以上NGR基序介导的靶向性分子影像探针均为肿瘤的诊断和治疗提供了新的方向和方法。