药物化学杂志:靶向心肌线粒体的PET/荧光双峰小分子成像探针研究进展

来源：上海药学院，2021年12月31日08:22

x线、CT、磁共振、超声和放射性核素显像是心血管疾病常用的诊断手段。其中，放射性核素显像可从心肌代谢方面评价心血管症状，具有较高的敏感性和特异性，但存在半衰期短、成本高等缺陷，导致放射性核素显像的应用受到限制，临床急需新型PET心功能显像剂的出现。在之前的研究中，中国科学院上海药物研究所分子影像中心发现吲哚-乙烯-喹啉盐的F16化合物是一种

临床上常用X线、CT、磁共振、超声和放射性核素显像作为心血管疾病的检查手段。其中，放射性核素显像可从心肌代谢方面评价心血管症状，具有较高的敏感性和特异性，但存在半衰期短、成本高等缺陷，导致放射性核素显像的应用受到限制，临床急需新型PET心功能显像剂的出现。

在前期的研究中，中国科学院上海药物研究所分子影像中心发现吲哚喹啉F16类化合物是一类很有前景的靶向肿瘤线粒体的治疗性化合物(Chemical Science 2019 (34)，7946-7951)，具有高度的疏水性，能够跨越细胞膜和线粒体膜的疏水屏障，在线粒体膜电位高的细胞中高度富集(心肌细胞线粒体的膜电位也高)。然而，没有研究报道其在心脏成像中的应用。

近日，上海药物研究所分子影像中心等研究人员在《药物化学杂志》在线发表了一篇题为《心肌Pet和荧光双峰成像用线粒体靶向小分子染料的开发》的研究论文，首次报道了利用小分子亲脂性阳离子F16进行心脏成像的研究。基于亲脂性阳离子F16独特的荧光特性和线粒体靶向机制，设计合成了一种新型双峰探针5MEF，可用于心肌PET成像和荧光成像(图1)。

研究人员基于F16设计合成了一系列F16衍生化合物(图2a)，并通过体外小动物组织的荧光成像实验筛选出优选化合物5MEF(图2b)。5MEF心脏荧光成像效果好，对心脏无明显毒性，适合进一步制备放射性18F标记PET心脏成像探针。同时，细胞共定位染色实验也证明5MEF在心肌细胞AC16的线粒体中有明显的富集作用(图2c)。

研究人员通过两步法用18F标记了首选化合物5MEF。放射性探针18F-5MEF具有良好的比活性(127.425.0 gbq/mol)和放射化学纯度(98%)。体外稳定性试验结果表明，其在PBS和FBS溶液中具有良好的稳定性，未检测到杂质和游离18F，表明探针在37下2h内稳定，适合进一步的体内研究。

在小动物的PET/CT成像中，18F-5MEF也表现出良好的心脏成像效果。尾静脉给药5分钟后可观察到较高的心脏摄取值(8.66% ID/g)，且滞留时间长。2小时后可维持7.03% ID/g的心脏摄取值，心脏与非靶(肌肉组织)的比值可达4.86。(100yiyao.com)

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