北京大学肿瘤医院核医学科团队与中国科学院高能物理研究所等团队合作成果。

文献信息

近日，北京大学肿瘤医院核医学科、中国科学院高能物理研究所等团队的研究成果Multifunctional high boron content MOFs nano-co-crystals for precise boron neutron capture therapy for brain glioma in situ（多功能高硼含量MOFs纳米共晶用于原位脑胶质瘤精准硼中子捕获治疗）在学术期刊Nano Today（影响因子20.24）发表。平生公司的Super Nova® PET/CT 产品在论文中提供了重要的胶质瘤小鼠PET/CT图像和定量分析。

该研究的通讯作者为中国科学院高能物理研究所邢更妹研究员、李娟副研究员和北京大学肿瘤医院王风教授，第一作者为王志杰博士。

文献背景

研发并制备了多功能高硼含量MOFs纳米共晶体，用于脑胶质瘤的硼中子俘获治疗。筛选的锆-(4-羧基苯基)卟啉 (Zr-TCPP) MOFs与硼酸结合形成了含硼酸42.50% (m/m)的100.20±6.72 nm共晶结构(MNCs)，具有良好的稳定性、优良的胶体分散性和良好的生物相容性。MNCs可以穿过脑血屏障，选择性地靶向脑肿瘤，并提供67.50±4.20 μg [¹⁰B] g−1的高硼剂量。经电感耦等离子体质谱分析，肿瘤与正常组织硼比值为6.20±0.90，肿瘤与血液硼比值为3.80±0.35。MNCs还具有固有的荧光和⁸⁹Zr正电子发射断层成像能力，可以准确地追踪和量化MNCs在体内外的作用情况。因此，通过精准的时空成像定位，BNCT对脑胶质瘤模型小鼠有显著的治疗效果。

实验方法

对小鼠原位胶质瘤模型进行PET成像研究。⁸⁹Zr-MNCs纳米颗粒(100μCi)分散于100 μL生理盐水中，经尾静脉注射(n=3)，注射⁸⁹Zr-MNCs后，在不同时间点(2 ~ 144 h)用1.5%异氟烷麻醉小鼠，使用小动物PET/CT扫描仪(Super Nova PET/CT, 平生医疗科技有限公司)获取数据。对PET图像进行了探测器效率、死区时间、衰减、光子散射和衰减校正。计算⁸⁹Zr-MNCs进入各器官的摄取作为每克注射剂量的平均百分比(%ID/g)。在成像过程中收集小鼠的排泄物，并用伽马计数器测量。

实验结果

小鼠注射⁸⁹Zr-MNCs 2小时后，肿瘤部位的PET图像和标准摄取值(SUVs)(图4e、h和S26)证实了MNCs可以穿过血脑屏障并在肿瘤中有效积累。此外，肝脏和脾脏中SUV及硼含量较高(图4i和S21)，表明MNCs是通过肝脏代谢的。144 h后，收集的排泄物的总衰变校正放射性活性达到注射剂量的95%(图S27)，表明MNCs已成功排出体外。

图：体外和体内靶向胶质瘤的MNCs图像：a) HUVECs和U87-MG经MNCs (100 μg [B] mL−1)处理2h的CLSM图像，比例尺= 20µm。(b) HUVECs和U87-MG细胞中MNCs的AFIs。(c) ICP-MS测定与MNCs (100 μg [B] mL−1)共孵育不同时间的U87-MG细胞(1 × 105细胞)中的硼浓度。(d)通过尾静脉注射50 mg [B] kg−1的MNCs后1、2和6小时原位胶质瘤小鼠的体内荧光图像。(e) ⁸⁹Zr标记的MNCs在原位胶质瘤小鼠模型不同时间点的PET图像。(f)不同时期MNCs大脑中的AFIs。(g) T/N和T/B比值。(h) PET图像中感兴趣肿瘤区域的SUV。(i) γ计数器测量注射MNCs后144小时主要器官、血液和肿瘤的放射性。*P< 0.05， **P< 0.01， ** *P< 0.001，通过t检验比较彼此的值

文献结论

总之，作者通过组装功能单元构建了多功能高硼含量MOFs纳米共晶MNCs，用于图像引导胶质瘤原位BNCT。MNCs富含¹⁰B-硼酸(42.50%，m/m)，能穿过血脑屏障，特异性、高效地在肿瘤部位聚集。MNCs独特的荧光和PET成像能力，使其准确的体内跟踪其时空分布和¹⁰B水平，特别是在肿瘤。MNCs通过精确的时空成像定位，在脑胶质瘤模型小鼠BNCT中显示出显著的抗肿瘤效果。据作者所知，这是多功能MOFs结构首次用于BNCT。MNCs提供了一种新的药物设计策略，并在肿瘤的临床BNCT方面展现了坚实的潜力。

使用设备

Super Nova^® Micro PET/CT（III 代外观图）