新型近红外荧光探针在结直肠癌手术导航中的肝细胞生长因子体内成像-上海纳孚生物科技有限公司

分享一篇近期发表在Anal. Chem.上的文章，题目是“Novel Near-Infrared Fluorescent Probe for Hepatocyte Growth Factor in Vivo Imaging in Surgical Navigation of Colorectal Cancer”。文章的通讯作者是江西中医药大学的潘华萍教授。

本文报导了一种针对肝细胞生长因子(HGF)的新型近红外荧光探针V-1-GGGK-MPA，该探针在结直肠癌(CRC)的手术导航中展现出活体成像的潜力。尽管近年来结直肠癌治疗有所进展，但复发率和肝脏转移仍是导致预后不良的主要原因。研究团队开发的V-1-GGGK-MPA探针，利用近红外荧光染料标记，能够特异性结合CRC中过表达的HGF，为实时肿瘤切除手术提供荧光引导。实验显示，V-1-GGGK肽段对HGF阳性的体外肿瘤细胞和体内肿瘤具有高特异性和选择性。在多种皮下CRC模型中，注射后12小时，探针在肿瘤中的积累显著，背景吸收低，肿瘤与结直肠的信噪比(SNR)值大于6。在SW480和HT29原位及肝脏转移模型中，探针的摄取量经量化分析确认，肿瘤与结直肠和肝脏的SNR值分别为5.6±0.4、4.6±0.5和2.1±0.3、2.0±0.5，实现了肿瘤的精确成像，有助于手术导航。

采用蛋白质印迹法评估 CRC SW480、HT29 和 HCT116 肿瘤组织以及三阴性乳腺癌（TNBC） MDA-MB-231 肿瘤组织中的 HGF 和 c-Met 表达水平。结果表明，HGF和c-Met在SW480、HT29和HCT116肿瘤组织中的表达相当，显著高于MDA-MB-231肿瘤组织（图1a），提示HGF和c-Met的表达呈正相关。此外，Western blot分析的结果表明，norleual及其类似肽V-1-GGGK通过抑制c-Met磷酸化有效地抑制了HGF诱导的c-Met激活（图1b）。为了进一步研究V-1-GGGK-MPA的结合特性对SW480、HT29、HCT116 CRC和MDA-MB-231细胞进行了流式细胞术。在5μM浓度下，V-1-GGGK-MPA在SW480、HT29和HCT116细胞中表现出相当的结合，这明显强于在MDA-MB-231细胞中观察到的结合（图1c-e）。这表明与 MDA-MB-231 细胞相比，HGF 在 SW480、HT29 和 HCT116 细胞中过表达，与蛋白质印迹结果一致。在10μM浓度下，V-1-GGGK-MPA与SW480细胞的结合似乎比HT29和HCT116细胞强得多（图1c-e），表明SW480细胞中V-1-GGGK-MPA相关蛋白的水平更高。饱和度分析进一步提供了∼3.6±0.28μM（SW480），∼3.75±0.12μM（HT29）和∼3.77±0.02μM（HCT116）的结合亲和力值（图1f）。

图 1.HGF和c-Met表达，c-Met抑制和V-1-GGGK-MPA的结合特异性。（a） SW480、HT29、HCT116 和 MDA-MB-231 肿瘤组织中 HGF 和 c-Met 蛋白的表达水平（n= 3）。（b） SW480 细胞（n = 3）中 HGF、V-1-GGGK 和 norleual 处理后的 c-Met 磷酸化水平。+ 表示管理，– 表示非管理。（c-e）SW480、HT29 和 HCT116 CRC 细胞中 V-1-GGGK-MPA 的结合分析（n = 3）。在封闭实验中加入V-1-GGGK-MPA之前，将20倍未标记的V-1-GGGK预孵育30分钟（n = 3）。V-1-GGGK-NC-MPA作为具有扰乱序列的阴性对照（NC）组。（f） SW480、HT29 和 HCT116肿瘤细胞中 V-1-GGGK-MPA 的饱和度测定。

采用共聚焦激光显微镜监测和可视化 HGF 阳性 SW480、HT29 和 HCT116 细胞中 V-1-GGGK-FITC随时间的分布。在与V-1-GGGK-FITC孵育10分钟内，HT29细胞的细胞膜中出现明显的环状荧光信号（图2Ia），表明V-1-GGGK-FITC具有快速结合能力。30 和 60 分钟后，观察到增强的荧光信号和表现出局部或弥漫性细胞质荧光的细胞的存在（图 2Ib），表明 HT29 细胞内化 V-1-GGGK-FITC，这是积累 V-1-GGGK-FITC 信号的关键方面。V-1-GGGK-FITC的绿色信号与质膜染料DID的红色信号共定位（图2Ib-e），证实了V-1-GGGK-FITC的膜定位，共定位系数为0.92。在存在未标记的 V-1-GGGK 作为特异性竞争物的情况下，V-1-GGGK-FITC 的绿色荧光几乎完全消失（图 2Ig），证实了 V-1-GGGK-FITC 的特异性结合。同样，在V-1-GGGK-NC-FITC（图2Ih）处理后未观察到绿色荧光，作为阴性对照。使用ImageJ软件计算细胞核的平均荧光强度为校正后的总细胞荧光，揭示了SW480和HCT116细胞系中相似的分布模式，共定位系数分别为0.83和0.75（图2IIa-h，IIIa-h）。正如预期的那样，在MDA-MB-231肿瘤细胞中几乎没有检测到V-1-GGGK-FITC和V-1-GGGK-NC-FITC的绿色荧光信号（图2 IVa-h）。这些结果为进一步探索肽V-1-GGGK在CRC肿瘤中的体内靶向能力提供了依据。

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