研究背景胰腺癌病人早期无特异性临床表现,诊断时多属中晚期。手术切除是主要的治疗方式,但总体预后较差。早期诊断并施行治疗干预将有利于改善胰腺癌病人的预后,但是传统影像学方法在胰腺癌早期诊断中存在着不同程度的局限性,因此亟待采用新的方法来解决这一难题。光声成像技术具有高灵敏度和空间分辨率的特点,能够弥补传统影像方法在胰腺癌早期诊断中的局限性。胰腺癌细胞表面低密度脂蛋白受体(low density lipoprotein receptor,LDLR)随着肿瘤生长而表达增高,可作为胰腺癌的潜在生物标志物。小分子肽段Peptide-22能有效结合LDLR,而不与内源性低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)竞争。因此,本研究通过评估靶向LDLR的小分子荧光探针(Peptide-22-Cy7)在裸鼠原位胰腺癌的光声成像及近红外荧光手术导航中的应用,以探索胰腺癌早期诊断和精确肿瘤切除的新策略。研究目的通过合成小分子荧光靶向探针(Peptide-22-Cy7),并将其应用于胰腺癌荷瘤裸鼠术前光声成像及术中荧光手术导航,初步实现胰腺癌早期诊断及精准手术切除。研究方法1、荧光染料与Peptide-22搅拌数小时后静置。透析冻干后避光保存。荧光分光光度计检测探针光谱性质,紫外分光光度计检测血清稳定性,质谱分析探针结构,高效液相色谱仪检测探针纯度。2、检测探针对正常及癌细胞的毒性。利用激光共聚焦显微镜定性检测探针的体外靶向性,并用流式细胞术定量分析。3、选取6周龄雄性BALB/C裸鼠建立胰腺癌皮下及原位模型。IVIS成像系统检测探针及单纯染料在裸鼠体内的代谢及在体阻断实验。4、Cellvizio成像:尾静脉注射探针及伊文思蓝染料后,纤维探头紧贴肿瘤实时成像,显像肿瘤及正常组织血管及探针分布。5、分别采用2D和3D光声成像监测原位荷瘤裸鼠。6、对荷瘤裸鼠分别进行手术导航、传统手术切除及不手术处理,随后行组织病理检测。术后监测裸鼠体重及生存期。研究结果1、光谱结果显示,合成的探针相较于单纯染料出现右移。探针纯度高于90%。质谱分析示,染料与peptide-22稳定结合。2、24小时内探针对胰腺正常细胞(HPDE6-C7)及癌细胞(PANC-1)无毒性作用。激光共聚焦显微镜下可见1小时内大量探针被PANC-1细胞摄取,荧光值达到(86.7±1.27)%,癌细胞摄取量比正常细胞高出30%。3、探针在肿瘤区域荧光信号最强的时间点出现在6小时,其TBR值是单纯染料同时间点TBR值的1.7倍。阻断组荧光信号在30min到6h显著降低。4、Cellvizio成像示肿瘤区域的新生微血管形态杂乱无章,探针的荧光信号主要聚集在胰腺癌组织区域,正常组织区域信号弱。5、2D成像显示,尾静脉注射探针后,6小时肿瘤光声信号最强,3D成像显示肿瘤与脾脏毗邻的位置关系,探测到的肿瘤大小为4毫米。6、手术导航实现了手术切缘阴性并将切除范围最小化。术后监测30天内,手术导航组裸鼠生存期与传统手术组无显著差异,但其体重变化与传统手术组有差异。研究结论Peptide-22-Cy7小分子探针能特异性靶向胰腺癌,可用于原位胰腺癌早期诊断,并实现在体肿瘤的精确定位和精准切除,对胰腺癌的诊疗具有潜在的应用价值。