研究目的

CD36作为一种在胶质母细胞瘤、乳腺癌及黑色素瘤等多种恶性肿瘤中过度表达的跨膜糖蛋白，与肿瘤的侵袭性生长、转移潜能及不良临床预后密切相关。在肿瘤代谢重编程过程中，CD36介导的脂肪酸摄取为肿瘤细胞提供了关键的能量来源及生物膜合成原料，这使其成为颇具潜力的诊断与治疗靶点。

CD36是一种跨膜糖蛋白，参与多种细胞功能，包括脂质代谢、炎症以及肿瘤的发生和发展，被认为是肿瘤治疗的重要靶点。然而，缺乏有效的成像方法来无创监测CD36表达并评估CD36靶向治疗的疗效，限制了CD36靶向治疗药物的临床应用。为解决这一问题，研究人员设计并合成了两种新型CD36靶向放射性示踪剂，并评估了它们的生物学特性和成像性能，以选择更有效的候选药物用于监测CD36表达和评估治疗效果。

研究方法

新型CD36靶向环肽探针[⁶⁸Ga]Ga-ZL02，旨在通过正电子发射断层扫描（PET）实现体内CD36表达的无创、精准可视化。通过生物偶联方法将螯合剂NOTA与线性和环状肽结合，得到线性肽偶联物ZL01和环状肽偶联物ZL02。其结构通过 HRMS 确认。该探针采用NOTA-PEG₂-c(Lys-Sar-Gly-Val-D-aIle-Thr-Nva-Ile-Arg-Pro)作为分子骨架，其中赖氨酸介导的环化策略赋予其更优的构象刚性。分子对接研究表明，ZL02与CD36蛋白的结合自由能为–7.8 kcal/mol，显著优于线性对照肽，该高亲和力主要源于其与CD36活性位点之间形成的π–阳离子相互作用及多个关键氢键。。将肽偶联物（ZL01和ZL02）溶液与[68Ga] GaCl₃ 溶液混合，获得放射性示踪剂，并通过放射性高效液相色谱法测定两种放射性示踪剂的放射化学纯度。使用非放射性的[natGa]Ga-ZL01和[natGa]Ga-ZL02确认[68Ga]Ga-ZL01和[68Ga]Ga-ZL02。评估了放射化学和生物学特性，包括体外稳定性、亲水性、结合亲和力、药代动力学、微PET/CT成像及生物分布。

在放射化学性质方面，ZL02前体化合物的化学纯度高于95%，经⁶⁸Ga标记后，放射化学纯度稳定在95%以上，摩尔活度为16.4 ± 0.54 GBq/μmol。体外稳定性实验表明，该探针在生理缓冲液及血清中孵育60分钟后仍保持95%以上的完整性。其亲水特性（logP = –2.13）有利于体内快速清除，降低本底干扰。

生物学评价进一步验证了其优异性能。竞争性结合实验测得ZL02对CD36的抑制常数（Ki）为1.12 ± 0.44 nM，饱和结合实验测定的平衡解离常数（Kd）为8.15 ± 2.06 nM，均达到纳摩尔级高亲和力水平。在U87MG胶质母细胞瘤小鼠模型中，活体成像显示探针在30分钟时的肿瘤摄取率为3.65 ± 0.35 %ID/g，60分钟时仍维持在1.73 ± 0.11 %ID/g，分别为线性肽对照组的1.7倍与2.1倍。尤其值得注意的是，其肿瘤/肌肉比值高达8.7，肿瘤/血液比值为3.13，且该摄取可被过量未标记前体显著抑制，证明其具有良好的靶向特异性。

研究结果

[68Ga]Ga-ZL01与[68Ga]Ga-ZL02的放射化学纯度均超过95%。两种放射性示踪剂均呈现亲水特性，在PBS和人血清中稳定性良好。[68Ga]Ga-ZL01与[68Ga]Ga-ZL02的血浆清除半衰期分别为17.8分钟和21.6分钟。[natGa]Ga-ZL01与[natGa]Ga-ZL02对U87MG细胞表现出高结合亲和力，其抑制常数（Ki）分别为1.59±0.35 nM（[natGa]Ga-ZL01）和1.12±0.44 nM（[natGa]Ga-ZL02）。微PET/CT成像与生物分布研究表明，[68Ga]Ga-ZL02具有更优的肿瘤/背景比值及延长的肿瘤滞留时间，凸显其作为临床转化候选药物的潜力。

研究结论

本研究开发并评估了两种CD36靶向放射性示踪剂（[68Ga]Ga-ZL01与[68Ga]Ga-ZL02）。[⁶⁸Ga]Ga-ZL02具有独特的环肽结构、优异的放射化学特性、高亲和力及卓越的体内靶向能力，68Ga标记的环肽[68Ga]Ga-ZL02展现出更优的肿瘤/背景比值及延长的肿瘤滞留时间，使其成为监测CD36表达及评估治疗效果的潜在放射性示踪剂。

参考文献：doi.org/10.1016/j.bioorg.2025.108515