放射性碘标胰岛素在荷肝癌H22小鼠体内的趋瘤特性研究

中华核医学杂志 1999年第3期第19卷 临床与实验研究

单位：匡安仁、周绿漪、梁正路、谭天秩：610041　成都,华西医科大学附属第一医院核医学科，王朝俊：肿瘤研究所

　　体外实验证明,许多肿瘤细胞有胰岛素受体过度表达,胰岛素和肿瘤组织的亲和力异常增高^［1-4］。通过细胞膜受体介导作用,胰岛素不仅可进入细胞内,而且可与细胞核内遗传物质的特定部位相结合^［5］。这使以胰岛素为放射性核素载体用于肿瘤的显像诊断和受体介导靶向治疗成为可能。本研究用放射性碘标记胰岛素完成荷肝细胞瘤H22小鼠的体内分布实验、抑制实验和显像研究,在动物体内证明碘标胰岛素具有特异的趋肝癌特性。

　　材料与方法

　　一、试剂和仪器

　　¹²⁵　I和¹³¹I溶液(无载体,无还原剂,放射性浓度分别为9.8和33.3 TBq*mL^-1),中国核动力研究设计院第一研究所产品。胰岛素(26.9 U*mg^-1)徐州生化制药厂产品。FJ-2008型自动γ免疫计数仪,探测效率70%,西安二六二厂产品。Siemens Orbiter γ相机。

　　二、动物模型

　　鼠源性H22肝细胞癌荷瘤小鼠由华西医科大学肿瘤研究所提供。用于分布和抑制实验的小鼠肿瘤接种于右前肢腋下皮下,7 d后实验用,肿瘤长径约1 cm。用于显像研究的小鼠接种于左后肢根部皮下,14 d后显像用,肿瘤长径约1.5～2.0 cm。

　　三、方法

　　1. ¹²⁵　I或¹³¹I标记胰岛素用氨胺T法,胰岛素用量20 μg(50 μL^-1);Sephadex G-10柱(1 cm×20 cm)分离纯化,pH值7.4的PBS为淋洗液；硅胶G薄板层析测定放化纯，展开剂为三氯甲烷∶甲醇=4∶1^［6］。

　　2. ¹²⁵　I-胰岛素荷H22小鼠体内分布实验。荷瘤小鼠20只,随机分为4组,尾静脉注入¹²⁵I-胰岛素溶液,注射后5、15、30和60 min断头处死,收集血、肺、肝、肾、脾、肌肉、骨和肿瘤组织,称重,测放射性,计算%ID/g。

　　3. 体内抑制实验。荷瘤小鼠10只,随机分为2组,每只尾静脉注入胰岛素2 mg,2 min后再注入¹²⁵I-胰岛素(剂量与分布实验组相同),于第2次注射后30和60 min分别断头处死2组小鼠,组织的收集和处理同2。抑制率的计算:抑制率=(分布实验组肿瘤%ID/g-抑制实验组肿瘤%ID/g)/分布实验组肿瘤%ID/g。

　　4. 显像研究。2只荷瘤小鼠仰卧固定,1只经尾静脉注入¹³¹I-胰岛素7.4 MBq(0.2 mL);另1只先注入胰岛素2 mg,2 min后注入与第1只等量的¹³¹I-胰岛素。动态采集60 min,每帧1 min。获得时间-放射性曲线。将56～60 min的5帧图像叠加,获得1帧静态图像,并用感兴趣区(ROI)技术算出肿瘤及其对称部位平均每个像素点计数。

　　5. 统计学处理。数据行t检验。

　　结果与讨论

　　¹²⁵　I或¹³¹I标记胰岛素的放化纯为96.7%～98.9%。¹²⁵I-胰岛素荷H22小鼠体内分布见表1。注药后血中放射性迅速下降;肿瘤组织放射性30 min达峰值,为3.44%ID/g,肿瘤与血和肿瘤与肌肉的放射性比值，60 min分别为1.36和3.42。荷瘤小鼠体内抑制实验肿瘤组织于30 min和60 min的抑制率分别为32.07%和37.42%,与对照组(分布实验组同时相组)相比,差异有显著性(t=4.760 4和2.416 3,P分别＜0.01和＜0.05)。

表1　¹²⁵I-胰岛素荷肝细胞瘤H22小鼠体内分布(±s)　%ID/g

　　图1清晰显示小鼠左后肢根部接种肿瘤部位有明显的局部放射性浓聚。用ROI技术得出肿瘤及其对称部位的时间-放射性曲线,在同样大小的ROI内,肿瘤处放射性明显高于对侧,在观察时间内呈上升趋势,而对侧几乎无变化。用非标记胰岛素进行抑制后,肿瘤及其对称部位的时间-放射性曲线很接近,表明标记胰岛素与肿瘤组织的结合被明显抑制,肿瘤部位放射性无明显浓聚。计算2只显像小鼠肿瘤部位及其对称部位ROI平均每个像素点的计数:第1只肿瘤部位为490,对称部位为230,两者比值为2.13;第2只(非标记胰岛素抑制小鼠)肿瘤部位为254,对称部位为185,两者比值为1.37。

图1　¹³¹I-胰岛素荷H22小鼠显像。左腿根部接种肿瘤部位有异常放射性浓聚

　　体外实验结果证明,肝细胞瘤胰岛素受体密度和与胰岛素的亲和力比正常肝细胞明显增高^［1,2］。体内分布实验显示,肝癌组织摄取¹²⁵I-胰岛素明显高于本底组织(肌肉);肿瘤与血和肿瘤与肌肉的放射性比值随时间延长而增高;非标记胰岛素能明显抑制肿瘤组织中的放射性浓聚,表明碘标胰岛素在肿瘤组织中与胰岛素受体呈特异性结合;放射性碘标胰岛素在荷瘤小鼠体内,通过受体介导作用,能被肝细胞瘤组织特异性摄取。

　　本研究采用非定位标记法,碘可标记在胰岛素A链14位和19位的酪氨酸残基上,所以标记物中含有单碘胰岛素A(14)和A(19),双碘胰岛素A(14,19)。其中单碘胰岛素A(14)与受体的亲和力最高,如制备提纯A(14)单碘胰岛素,可望取得更理想的结果。

　　本课题获国家自然科学基金资助(基金编号：39772066)

　　参考文献

　　1　Koontz JW, Iwahashi M. Insulin as a potent, specific growth factor in rat hepatoma cell line. Science, 1981, 211:947-949.

　　2　Massague J, Blinderman LA, Czech MP. The high affinity insulin receptor mediates growth stimulation in rat hepatoma cells. J Biol Chem, 1982, 257:13958-13963.

　　3　Beck EP, Russo P, Gliozzo B, et al. Identification of insulin and insulin-like growth factor I (IGEI) receptors in ovarian cancer tissue. Gynecol-Oncol, 1994, 53:196-201.

　　4　Frittita L, Vigneri R, Papa V, et al. Structural and functional studies of insulin receptors in human breast cancer. Breast Cancer Res Treat, 1993, 25:73-82.

　　5　Robert MS, Leonard J. Partial characterization of mechanism of insulin accumulation in H35 hepatoma cell nuclei. Diabetes, 1990, 39:683-689.

　　6　罗加, 邓尚平, 周文碧. 胰岛素碘标记方法的对比研究. 放射免疫学杂志, 1990, 3:67-70.

（收稿：1998-09-06　　修回：1998-11-03）