Name: mr molecular imaging of prostate cancer with a small molecular clt1 peptide targeted contrast agent
Uploaded: 2013-09-03T12:00:00
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この作品は、アメリカ心臓協会GRAの春09ポストドクトラルフェローシップ（09POST2250268）およびNIH R01 CA097465によって部分的にサポートされています。我々は非常に腫瘍移植の彼女の援助のために博士ウェン李博士とヴィカスGulaniのMRIプロトコル·テストとセットアップのため、氏とイヴォンヌ·パーカーを高く評価しています。

プロトコルは、以前の研究11から適応。 1。 CLT1ペプチドにのGd-DOTAの結合体<ol><li>標準固相ペプチド合成を使用して、2 - クロロトリチルクロリド樹脂上のFmoc-保護アミノ酸（1.0ミリモル）からCLT1ペプチド（CGLIIQKNEC）を合成する。 </li><li>最後のアミノ酸を添加した後、2時間0℃でDMF中のタリウム（III）トリフルオロ酢酸塩（1​​.09g、2.0ミリモル、2当量）を用い?...

<ol>
	<li>Brown, M. A., Semelka, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> MRI Basic Principles and Applications. , (2003).</li><li>Artemov, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+magnetic+resonance+imaging+with+targeted+contrast+agents.">Molecular magnetic resonance imaging with targeted contrast agents.</a> J. Cell. Biochem. 90, 518-524 (2003).</li><li>Kalber, T. L., Kamaly, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+low+molecular+weight+folate+receptor+targeted+contrast+agent+for+magnetic+resonance+tumor+imaging.">A low molecular weight folate receptor targeted contrast agent for magnetic resonance tumor imaging.</a> Mol. Imaging Biol. 13, 653-662 (2011).</li><li>Schmieder, A. H., Winter, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+MR+imaging+of+melanoma+angiogenesis+with+alphanubeta3-targeted+paramagnetic+nanoparticles.">Molecular MR imaging of melanoma angiogenesis with alphanubeta3-targeted paramagnetic nanoparticles.</a> Magn. Reson. Med. 53, 621-627 (2005).</li><li>Mulder, W. J., Strijkers, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MR+molecular+imaging+and+fluorescence+microscopy+for+identification+of+activated+tumor+endothelium+using+a+bimodal+lipidic+nanoparticle.">MR molecular imaging and fluorescence microscopy for identification of activated tumor endothelium using a bimodal lipidic nanoparticle.</a> FASEB J. 19, 2008-2010 (2005).</li><li>Wang, S. J., Brechbiel, M., Wiener, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characteristics+of+a+new+MRI+contrast+agent+prepared+from+polypropyleneimine+dendrimers,+generation+2.">Characteristics of a new MRI contrast agent prepared from polypropyleneimine dendrimers, generation 2.</a> Invest. Radiol. 38, 662-668 (2003).</li><li>Amirbekian, V., Aguinaldo, J. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atherosclerosis+and+matrix+metalloproteinases:+experimental+molecular+MR+imaging+in+vivo.">Atherosclerosis and matrix metalloproteinases: experimental molecular MR imaging in vivo.</a> Radiology. 251, 429-438 (2009).</li><li>Overoye-Chan, K., Koerner, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EP-2104R:+a+fibrin-specific+gadolinium-Based+MRI+contrast+agent+for+detection+of+thrombus.">EP-2104R: a fibrin-specific gadolinium-Based MRI contrast agent for detection of thrombus.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 6025-6039 (2008).</li><li>Pilch, J., Brown, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peptides+selected+for+binding+to+clotted+plasma+accumulate+in+tumor+stroma+and+wounds.">Peptides selected for binding to clotted plasma accumulate in tumor stroma and wounds.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 2800-2804 (2006).</li><li>Rohrer, M., Bauer, H., Mintorovitch, J., Requardt, M., Weinmann, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+magnetic+properties+of+MRI+contrast+media+solutions+at+different+magnetic+field+strengths.">Comparison of magnetic properties of MRI contrast media solutions at different magnetic field strengths.</a> Invest. Radiol. 40, 715-724 (2005).</li><li>Wu, X., Burden-Gulley, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+evaluation+of+a+peptide+targeted+small+molecular+Gd-DOTA+monoamide+conjugate+for+MR+molecular+imaging+of+prostate+cancer.">Synthesis and evaluation of a peptide targeted small molecular Gd-DOTA monoamide conjugate for MR molecular imaging of prostate cancer.</a> Bioconjugate Chem. 23, 1548-1556 (2012).</li><li>Burden-Gulley, S. M., Gates, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+molecular+diagnostic+of+glioblastomas:+detection+of+an+extracellular+fragment+of+protein+tyrosine+phosphatase+mu.">A novel molecular diagnostic of glioblastomas: detection of an extracellular fragment of protein tyrosine phosphatase mu.</a> Neoplasia. 12, 305-316 (2010).</li><li>McBride, J. 	. D., Birgit, H., Leatherbarrow, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resin-coupled+cyclic+peptides+as+proteinase+inhibitors.">Resin-coupled cyclic peptides as proteinase inhibitors.</a> Protein and Peptide. 3 (3), 193-198 (1996).</li><li>Cline, D. J., Thorpe, C., Schneider, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=General+method+for+facile+intramolecular+disulfide+formation+in+synthetic+peptides.">General method for facile intramolecular disulfide formation in synthetic peptides.</a> Anal. Biochem. 335 (1), 168-170 (2004).</li></ol>

重要なステップ 適切なバイオマーカーの選択と小ペプチドをターゲットに 正常に小さいサイズを有する標的化造影剤を開発するために、2つの重要な点を考慮する必要がある。第一に、正常組織にはほとんど存在感のある病変組織に豊富に存在する適切な分子バイオマーカーを選択することが重要である。私たちの選択された癌関連バイオ...

癌に関連する分子標的の有効撮像は、以前の癌の検出および診断の精度を向上させるために非常に重要である。磁気共鳴イメージング（MRI）は、高空間分解能なし電離放射線1を備えた強力な臨床イメージング様式である。ただし、対象となる造影剤は、臨床MRがん分子イメージングのため利用できません。目標とMRI造影剤の革新的なデザインと開発は大幅にMRがん分子イメージングの応用を進めるだろう。かなりの努力が、癌細胞の表面に発現されるバイオマーカーのMRイメージングのための標的造影剤の開発がなされてきた。によるMRI及びこれらのバイオマーカーの低濃度の比較的低い感度のために、小さな分子標的造影剤2,3を用いた効果的なMR分子イメージングのための十分なコントラスト強調を生成することが課題である。十分な増強を得るために、種々の送達系の成功常磁性のGd（III）キレートの高いペイロードを有するリポソーム、ナノ粒子及びポリマー結合体としてのhは、標的部位での4,5造影剤の局所濃度を増加させるために調製されている。これらの送達システムは、動物モデルにおいて有意な腫瘍増強を生成することができたが、それらの大きなサイズは、重大な安全上の懸念6原因となり、毒性のGd（III）イオンの長期蓄積をもたらす、身体からゆっくりと不完全な除去をもたらした。最近、いくつかの研究は、分子イメージングのためのMRIの限界が高い局所病変において発現と適切な分子バイオマーカーを選択し、容易に7,8排泄することができる小分子薬剤を使用することによって克服することができることを示している。これらの薬剤の重要な特徴は、正常組織にはほとんど存在感のある病変組織に豊富に存在する分子マーカーを標的としていることである。造影剤の高い濃度が十分に得られ、これらの標的に結合することができる効果的なMR分子イメージングのための効率の良いコントラスト強調。それらのサイズは腎臓濾過閾値よりも小さいので、結合していない造影剤は、容易に縮小背景ノイズが体内から排出することができる。私たちは、豊富に腫瘍間質に存在する凝固血漿タンパク質を、普遍的な癌関連バイオマーカーを選択し、まれに正常組織9に存在していない。我々は、強力なPC3前立腺腫瘍モデル10への特異的結合、および4つのGd-DOTAモノアミドキレートを示し、小さな標的化ペプチドCGLIIQKNEC（CLT1）を含む標的化造影剤を合成した。ここでは、マウスにおいて腫瘍を検出するためのMR癌分子イメージングのための方法を提供する。

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>REAGENTS</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Fmoc protected amino acids</td>
			<td>EMD Chemicals Inc</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>DOTA-tris(t-Bu)</td>
			<td>TCI America</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>PyBOP, HOBt, HBTU</td>
			<td>Nova Biochem</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>DIPEA, Thallium(III) trifluoroacetate, TIS</td>
			<td>Sigma-Aldrich Corp.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Texas Red, succinimidyl ester, single isomer</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>T20175</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>EQUIPMENTS</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Agilent 1100 HPLC system</td>
			<td>Agilent</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>ZORBAX 300SB-C18 PrepHT column</td>
			<td>Agilent</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>ICP-OES Optima 3100XL</td>
			<td>Perkin-Elmer</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>MALDI-TOF mass spectrometer</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>AutoflexTM Speed</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Maestro FLEX In Vivo Imaging System</td>
			<td>Cambridge Research &amp; Instrumentation, Inc.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Biospec 7T MRI scanner</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

mr molecular imaging of prostate cancer with a small molecular clt1 peptide targeted contrast agent

腫瘍細胞外マトリックス分子イメージングは​​、癌のバイオマーカーとして使用することができる癌関連タンパク質の存在量を有する。本研究では、腫瘍間質内凝固した血漿タンパク質に特有の標的MRI造影剤としてのGd-DOTAモノアミド複合体の標的小分子のペプチドを用いた効果的なのMRがん分子イメージングを示した。我々は、マウス同所性PC-3前立腺癌モデルにおけるMRIによる前立腺腫瘍の非侵襲的検出のための薬剤の有効性を評価する実験を行った。標的化造影剤は、0.03ミリモルのGd / kgの低用量で有意な腫瘍コントラスト強調を生成するのに有効であった。ペプチド標的化MRI造影剤は、前立腺腫瘍のMR分子イメージングのために有望である。

図1は、標的化造影剤CLT1-DL-（のGd-DOTA）4、実験の全体的なスキームの合成を示す。 CLT1-DL-（GD-DOTA）4臨床のGd-DOTA（表1）よりもはるかに高い緩和度を示しています。 1.5 Tで、PBS（pH7.4）中CLT1-DL-（のGd-DOTA）4のガドリニウム当たりのT 1緩和度のGd-DOTA 10のそれよりも約3倍高い。マエストロイメージングは、非特異的ペプチド（sCLT1-TR）をスク?...

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MR Molecular Imaging of Prostate Cancer with a Small Molecular CLT1 Peptide Targeted Contrast Agent

マウス前立腺癌モデルにおける腫瘍間質内の凝固した血漿タンパク質に特異的な小ペプチド標的化MRI造影剤を用いてMR癌の分子イメージングを実証した。

低分子CLT1ペプチド標的造影剤を用いて前立腺がんの分子イメージングのMR

Tumor extracellular  matrix has abundance of cancer related proteins that can be used as biomarkers  for cancer molecular imaging. In this work,  we ...

Research

JoVE Journal

Medicine

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