CN111909149A - 用于癌症诊断的分子探针，用途以及合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及分子检测领域，更具体地，涉及MELK抑制剂的分子探针，本发明提供了一种分子探针，其结构如化学式(I)所示，还提供了本发明分子探针的用途和制备方法。使用本发明的分子探针，能够很好的对MELK高表达的肿瘤成像，特别地，三阴性乳腺癌，其特异性高，成像持续时间长。

Description

用于癌症诊断的分子探针，用途以及合成方法

技术领域

本发明涉及分子检测领域，更具体地，涉及MELK抑制剂的分子探针，其用于早期诊断癌症，更特别地，用于早期诊断三阴乳腺癌。

背景技术

母体胚胎亮氨酸拉链激酶(MELK)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，属于AMP激活的蛋白激酶相关激酶家族。其在乳腺癌(尤其是三阴性乳腺癌，triple negative breastcancer，TNBC)、黑色素瘤、结肠癌、胶质瘤、星状细胞瘤等多种肿瘤细胞和肿瘤干细胞中高表达，在肿瘤细胞周期调控及生长信号通路中起着关键的作用。DBNL和PSMA1是MELK的新型底物，它们对干细胞的特征和侵袭是至关重要的。MELK能使DBNL Ser269磷酸化，启动DBNL-14-3-3信号通路的调控功能，促进癌细胞的生长和迁移，导致肿瘤的复发和转移；此外MELK还能使PSMA1磷酸化，导致乳腺癌细胞形成微球体。由人类乳腺癌基因表达谱分析提供的证据表明，MELK是三阴乳腺癌治疗的新靶点，作为一种新的致癌激酶在体内获得肿瘤发生窗，使用激酶组的开放阅读框。然而以siRNA的方式降低MELK的蛋白含量，能够抑制TNBC细胞的增殖，因此寻找特异的MELK的抑制剂将是治疗TNBC有前途的策略。

作为癌症治疗有针对性的抑制剂，目前有超过20种激酶抑制剂被批准用于癌症治疗。在这项研究中，科学家进行了高通量筛选鉴定和随后大量结构信息的分析，开发出针对MELK的特异性抑制剂OTSSP167，其活性IC50为0.41nm。它具有毒性小，特异性强等特点，据报道显示OTSSP167能抑制乳腺癌细胞微球体形成，在使用乳腺癌异种移植的研究中表现出明显的抑制其肿瘤细胞生长的特征，其原理是：OTSSP167能有效的抑制MELK激酶，封闭DBNLSer269和PSMA1磷酸化，抑制肿瘤细胞的侵袭和增殖。

OTSSP167是一种具有1，5-萘啶核，4位为反式-4-((二甲氨基)甲基)环己胺基和6位为3，5-二氯-4-羟基苯基的物质，3位为甲基酮，现有技术(5-Keto-3-cyano-2,4-diaminothiophenes as selective maternal embryonic leucine zipper kinaseinhibitors)也存在报道3位为氢或其他基团时，也能具有很好的抑制效果。

由于MELK在多种癌症当中的高表达，因此，可以通过检测MELK来检测癌症，但目前为止，只有通过细胞或组织的PCR或者免疫组织化学等手段来检测MELK的表达，而这些方式都需要获取病人的组织，甚至需要进行穿刺活检，所以亟需一种无创检测MELK表达的方法。

因此，可以通过使用MELK作为无创核素示踪的靶点选择，使得能够通过示踪MELK检测癌症，同时由于MELK的抑制剂对癌症治疗也非常重要，因此示踪MELK也可以用于判断抑制剂的疗效。通常情况下，核素示踪时需要用放射性元素对抑制剂进行标记，难免会影响抑制剂的活性，如何做到标记时不影响所标记物质的活性也是一个难点。

目前为止，尚未报到存在无创示踪机体MELK的核素标记的分子探针。除此之外，MELK的抑制剂也并非适合于所有人，如何筛选合适的病人以及其使用之后的疗效预测和评估手段也亟待解决。

发明内容

有鉴于此，第一方面，本发明提供了一种分子探针，所述分子探针如化学式(I)所示：

其中，R1是同位素富集的原子或基团；

其中，R1是C_1-10直链或支链烷基或者烷氧基中的任意一种；

其中，R2是氢、C_1-10直链或支链烷基或者烷氧基、羟基、羧基中的任意一种。

进一步地，所述同位素为正电子核素。

在一些具体的实施方案中，正电子核素是¹¹C、¹³N、¹⁵O、¹⁸F、⁷⁴Br、⁷⁵Br、⁷⁶Br、⁷⁷Br、⁷⁸Br或¹²⁴I。

进一步地，所述同位素为治疗性核素。

在一些具体的实施方案中，治疗性核素是¹³¹I、²¹¹At。

正电子核素所使用的C、N、O等属于人体组织的基本元素，用它们标记生物活性物质属同位素标记，原有的理化性质及生物学行为基本保持不变，这对研究体内各种生命物质的功能、运动和代谢规律提供了有利条件。由于正电子核素半衰期一般很短，可一次给予病人较大剂量，在短时间内即达到较高计数率，获得清晰图像，而病人所受的辐射剂量却相对较小。在许多动态研究中还可以重复给药，重复显像，而不需要等很长时间

在一些具体的实施方案中，正电子核素是¹¹C和¹⁸F。

在一个具体的实施方案中，正电子核素是¹¹C。

在一个具体的实施方案中，正电子核素是¹⁸F。

进一步地，所述R1是C_1-6直链或支链烷基或者烷氧基中的任意一种；

进一步地，所述R1是C_1-4直链或支链烷基或者烷氧基中的任意一种；

进一步地，所述R1是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基。

在一个具体实施方案中，R1为甲基。

在又一个具体实施方案中，R1为丙基。

进一步地，所述R2是氢、C_1-6直链或支链烷基或者烷氧基、羟基、羧基中的任意一种；

进一步地，所述R2是氢、C_1-4直链或支链烷基或者烷氧基、羟基、羧基中的任意一种；

进一步地，所述R2是氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基。

在一个具体实施方案中，R2为氢。

在又一个具体的实施方案中，R2为甲基酮。

在一个具体的实施方案中，所述分子探针的结构式如化学式(II)所示：

在一个具体的实施方案中，所述分子探针的结构式如化学式(III)所示：

使用本发明的分子探针，能够很好的对MELK高表达的肿瘤成像，其特异性高，成像持续时间长。还能够用于评估是否适合使用MELK抑制剂以及使用之后的疗效。

第二方面，本发明提供上述分子探针制备用于分子成像试剂盒中的用途。

本发明提供了上述分子探针制备用于癌症诊断试剂盒中的用途。

本发明提供了上述分子探针制备用于癌症治疗试剂盒中的用途。

进一步地，所述癌症为乳腺癌、黑色素瘤、结肠癌、胶质瘤、星状细胞瘤。

更进一步的，所述癌症为三阴性乳腺癌。

三阴性乳腺癌是乳腺癌当中最为恶性的一种，其早诊断早治疗是尽可能提高病人生存率的最佳手段。而使用本发明的分子探针能够以最好的特异性靶向三阴性乳腺癌，特别地，能够在早期就能发现MELK大量表达的三阴性乳腺癌细胞，为三阴性乳腺癌的早诊断早治疗提供临床帮助。

第三方面，本发明提供了一种制备上述分子探针的方法，包括以下步骤：

1)、合成具有同位素取代的C_1-10直链或支链烷烃或者烷氧烃；

2)、将步骤1)中所得物质与化学式(IV)反应，所述化学式(IV)为：

进一步地，所述1)中合成具有同位素取代的C_1-6直链或支链烷烃或者烷氧烃。

进一步地，所述1)中合成具有同位素取代的甲烷、乙烷、丙烷、异丙烷、丁烷、异丁烷。

更进一步地，所述1)中合成具有同位素取代的甲烷和乙烷。

附图说明

图1中A为非放射性甲氧基-OTSSP167的高效液相色谱，B为放射性标记的¹¹C-甲氧基-OTSSP167的放射高效液相色谱，C为¹¹C-甲氧基-OTSSP167在胎牛血清中孵育90分钟后的放射性-高效液相色谱谱，D为注射¹¹C-甲氧基-OTSSP167后90分钟收集的心脏血液样品的放射高效液相色谱；

图2为¹¹C-甲氧基-OTSSP167的体外摄取；

图3为¹¹C-甲氧基-OTSSP167在小鼠中的正电子发射断层扫描图像，所述图3A为小鼠带有MDA-MB-231肿瘤，图3B为小鼠带有MCF-7肿瘤和图3C为小鼠带有用封闭剂处理的MDA-MB-231肿瘤。箭头指示肿瘤的位置(每组n＝3)；

图4为¹¹C-甲氧基-OTSSP167的生物分布。图4A为在注射10分钟、30分钟、60分钟和90分钟后，在带有MDA-MB-231肿瘤的小鼠中的生物分布，图4B为MDA-MB-231组、MDA-MB-231封闭组和MCF-7组在注射90分钟后的生物分布比较；图4C为肿瘤与非肿瘤的比率(n＝4-5)；

图5为肿瘤组织的IHC染色和HE染色。图5A和图5B为使用抗MELK抗体对MDA-MB-231和MCF-7组织进行IHC染色；图5C和图5D为MDA-MB-231和MCF-7组织的HE染色。

图6中A为¹⁸F-乙基-OTSSP167的高效液相色谱，B为¹⁹F-乙基-OTSSP167的高效液相色谱，C为¹⁸F-乙基-OTSSP167的体内稳定性，D-F为¹⁸F-乙基-OTSSP167在FBS中1、2和4小时的稳定性，G-I为¹⁸F-乙基-OTSSP167在PBS中1、2和4小时的稳定性。

图7为¹⁸F-乙基-OTSSP167的体外摄取。

图8为分别在0.5、1、2和4小时获得的MDA-MB-231(A)和MCF-7(B)肿瘤模型中¹⁸F-乙基-OTSSP167的代表性Mirco正电子发射断层显像(每组5个)。箭头表示肿瘤。

图9为在未预先注射(A)和在预先注射(B)过量的未标记的乙基-OTSSP167的情况下，再注射¹⁸F-乙基-OTSSP167后的指定时间点对MDA-MB-231荷瘤小鼠进行正电子发射断层成像。箭头表示肿瘤。

图10为¹⁸F-乙基-OTSSP167在肿瘤移植物中的组织生物分布。¹⁸F-乙基-OTSSP167的生物分布在注射后0.5、1、2和4小时在携带MDA-MB-231肿瘤的小鼠中进行评估(A，n＝5)。在MCF-7荷瘤小鼠中注射¹⁸F-乙基-OTSSP167后2小时和4小时进行对照研究(B)。在MDA-MB-231荷瘤小鼠中注射¹⁸F-乙基-OTSSP167后4小时进行过量乙基-OTSSP167的封闭研究(C)。在指定的时间点(D)，携带MDA-MB-231和MCF-7肿瘤的小鼠的肿瘤与血液的比率和肿瘤与肌肉的比率。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

实施例1、分子探针与参照品的制备

¹¹C-甲氧基-OTSSP167是通过用¹¹C-MeI放射性标记OTSSP167，使用自动化的通用电气公司Tracerlab FXc合成器制备的。合成过程：由回旋加速器在外部生成¹¹C-CO₂。并传输进入反应器与H₂混合，生成¹¹C-CH₄。生成的¹¹C-CH₄与升华的碘在720℃高温下反应生成碘甲烷(¹¹C-CH₃I)。¹¹CH₃I进入反应瓶(室温，1mg OTSSP167于5N NaOH/400μl DMSO中)。混合液65℃反应5min，然后冷却至30℃。粗放射性标记混合物进入HPLC进行分离纯化，收集放射峰组分并通过一个0.22μm的无菌滤膜过滤，得到产物¹¹C-甲氧基-OTSSP167。通过放射性高效液相色谱(HPLC，250mm×4.6mm)测定放射化学纯度。放射性标记产率约10％，纯度>95％。

¹⁸F-乙基-OTSSP167是通过用自动化的通用电气公司Tracerlab FXn合成器制备的。合成过程如下：向DMF(20毫升)的OTSSP167(243毫克，0.5毫摩尔)和Cs₂CO₃(650毫克，2毫摩尔)的悬浮液中加入乙烷-1，2-二基双(4-甲基苯磺酸盐)(740毫克，2毫摩尔)。将反应混合物在室温下搅拌48小时。然后用100毫升乙酸乙酯稀释反应混合物，并用盐水洗涤。用Na2SO4干燥有机层，过滤并浓缩。残余物用硅胶纯化(DCM∶甲醇＝20∶1)，得到¹⁸F-乙基-OTSSP167的前体化合物(100毫克，0.146毫摩尔，29.2％)。进一步地，由回旋加速器轰击18氧-水生成[¹⁸F]HF，并通过阴离子固相萃取小柱QMA将¹⁸F^-离子保留在QMA小柱上。然后通过一定的盐溶液将¹⁸F^-从QMA小柱上洗脱下来，并进入反应瓶。向反应瓶中加入相转移催化剂和一定量的有机溶剂，加热并通氮气，将反应瓶中的溶液蒸干，得到干燥无水的的K¹⁸F。然后将¹⁸F-乙基-OTSSP167的前体化合物加入到反应瓶中，40-150℃下反应5-60min，然后冷却至30℃。反应液加入一定体积的HPLC流动相稀释后，注射进入高效液相色谱HPLC进行分离纯化。

在0℃下，向干燥DMF(20毫升)中的OTSSP167(243毫克，0.5毫摩尔)和Cs₂CO₃(650毫克，2毫摩尔)悬浮液中滴加碘甲烷(85毫克，0.6毫摩尔)。将反应混合物在室温下搅拌12小时。然后用100毫升乙酸乙酯稀释反应混合物，并用盐水洗涤。有机层用Na₂SO₄干燥，过滤并浓缩。残留物用硅胶纯化(DCM:甲醇＝10:1)，得到参照品非放射性甲氧基-OTSSP167(68毫克，0.136毫摩尔，27.2％)，为淡黄色固体。

将OTSSP167(243毫克，0.5毫摩尔)溶解在20毫升DMF中，并加入2-氟乙基4-甲基苯磺酸盐(654毫克，3毫摩尔)和Cs₂CO₃(650毫克，2毫摩尔)。反应混合物在室温下搅拌48小时，用乙酸乙酯稀释，用盐水洗涤，用硫酸钠干燥。真空除去溶剂，残留物通过硅胶柱色谱纯化(DCM∶甲醇＝20∶1)，得到参照品非放射性F-乙基-OTSSP167(135毫克，0.254毫摩尔，50.7％)，为黄色固体。

基于高效液相色谱光谱，制备的¹¹C-甲氧基-OTSSP167与甲氧基-OTSSP167的停留时间相同(图1A，B)；制备的¹⁸F-乙基-OTSSP167和¹⁹F-乙基-OTSSP167的停留时间相同(图6A，B)。¹¹C-甲氧基-OTSSP167的Log P为1.07±0.09，表明其具有高度亲脂性；¹⁸F-乙基-OTSSP167的Log P为1.12±0.05，也显示高度亲脂性，同时¹⁸F半衰期更长，能够提高更长的显像窗口期。

实施例2、分子探针体内体外的稳定性

将¹¹C-甲氧基-OTSSP167(3.7MBq)在37℃下在PBS和胎牛血清中孵育90分钟，将¹⁸F-乙基-OTSSP167在37℃下在PBS和胎牛血清中孵育1、2和4小时，探究体外和体外模拟体内的稳定性。对于PBS组，样品(～10kBq)直接用于放射高效液相色谱分析。对于FBS组，加入相同体积的乙腈，然后将混合物离心(4000转/分，5分钟)以沉淀血清蛋白。取上清液(～10kBq)进行放射高效液相色谱分析。

正常小鼠用于评价¹¹C-甲氧基-OTSSP167和¹⁸F-乙基-OTSSP167的体内稳定性。用1％戊巴比妥钠水溶液(0.1毫升/20克小鼠)腹膜内麻醉小鼠。每只小鼠通过尾静脉注射¹¹C-甲氧基-OTSSP167(3.7-7.4MBq，150微升)。注射后90分钟从心脏采集血样，用乙腈处理。通过放射高效液相色谱法评价上清液。

在90分钟时评估在FBS中¹¹C-甲氧基-OTSSP167的体外稳定性(图1C)，没有明显的成分分解。此外，通过高效液相色谱分析静脉注射¹¹C-甲氧基-OTSSP167后90分钟获得的心脏血液，也评价了体内稳定性(图1D)。在约3分钟时观察到有限的分解峰，这证实了¹¹C-甲氧基-OTSSP167的良好稳定性。

在4小时时评估了¹⁸F-乙基-OTSSP167体内的稳定性(图6C)，没有明显的成分分解，此外，还评价了¹⁸F-乙基-OTSSP167分别在1、2和4小时时，在PBS和胎牛血清中的稳定性(图6D-I)。均证实了¹⁸F-乙基-OTSSP167的良好的稳定性。

实施例3、分子探针与乳腺癌细胞的亲和力测定

¹¹C-甲氧基-OTSSP167和¹⁸F-乙基-OTSSP167与MDA-MB-231和MCF-7乳腺癌细胞的结合亲和力通过细胞摄取测定来测量。简而言之，实验是在24孔板(2×10⁵/孔，0.5毫升培养基)中进行的，该板与含有¹¹C-甲氧基-OTSSP167(2nM，0.074MBq)的0.5毫升无血清的DMEM在37℃孵育10分钟、30分钟、60分钟和90分钟，与含有¹⁸F-乙基-OTSSP167(2nM，0.074MBq)的0.5毫升无血清的DMEM在37℃孵育30分钟、60分钟、120分钟和240分钟。然后用1毫升PBS冲洗细胞两次，并用0.8毫升1M氢氧化钠溶解。细胞裂解物中的放射性使用自动孔型伽马计数器进行计数(PerkinElmer WIZARD2 2470,Shelton CT,USA)。对于封闭研究，在100nM未标记的OTSSP167的存在下，在37℃下用¹¹C-甲氧基-OTSSP167(2nM)或¹⁸F-乙基-OTSSP167(2nM)孵育1小时，并测量细胞悬浮液的放射性。

如图2所示，¹¹C-甲氧基-OTSSP167在MDA-MB-231细胞中的摄取随时间增加，并在60分钟达到8.92％ID/g的峰值，然后逐渐降低至8.25％ID/g。MDA-MB-231封闭组的摄取值随时间逐渐增加，在90分钟达到6.55％ID/g的峰值。封闭组在各时间点的摄取值均低于MDA-MB-231组(P<0.001)，表明¹¹C-甲氧基-OTSSP167的特异性。在MCF-7组中，摄取量也随着时间的推移而增加，但远低于MDA-MB-231(30分钟、60分钟和90分钟时P<0.001)，甚至低于MDA-MB-231的封闭组。在MDA-MB-231封闭组和MCF7组观察到高的非特异性摄取，这可能是由于¹¹C-甲氧基-OTSSP167的高亲脂性。

如图7所示，MDA-MB-231细胞(2×10⁵)对¹⁸F-乙基-OTSSP167的摄取量随时间增加而增加，并在2h达到高峰(32.5±2.37％)，MCF-7细胞(2×105)对¹⁸F-乙基-OTSSP167的摄取量也随时间增加而增加，在2h达到高峰，摄取量显著降低(14.09±0.28％)。这些数据显示，¹⁸F-乙基-OTSSP167与MDA-MB-231细胞强结合，与MCF-7细胞弱结合。封闭研究表明，在MDA-MB-231细胞中，¹⁸F-乙基-OTSSP167在存在100nM未标记OTSSP167的情况下的摄取在4h时远低于其相应的未封闭组，而在MCF-7细胞中封闭组和非封闭组之间没有显著差异。封闭研究证实了¹⁸F-乙基-OTSSP167对MELK阳性细胞的高特异性。

实施例4、小动物PET成像

将MCF-7和MDA-MB细胞以1.0×10⁷悬浮125μL磷酸盐缓冲液中，接种于裸鼠右侧前肢皮下，每隔一天观察。异种移植后7-10天，当肿瘤直径达到5-10毫米时，对小鼠进行评估。

将¹¹C-甲氧基-OTSSP167和¹⁸F-乙基-OTSSP167以3.7-7.4MBq/只小鼠(150μL)的剂量静脉注射给带有MDA-MB-231或MCF-7异种移植物的小鼠。对于封闭组，在注射¹¹C-甲氧基-OTSSP167和¹⁸F-乙基-OTSSP167之前的1小时，将过量的非放射性OTSSP167(10mg/kg)注射到带有MDA-MB-231异种移植物的小鼠中。在异氟醚麻醉下注射后¹¹C-甲氧基-OTSSP167于30分钟、60分钟和90分钟采集静态图像(每个时间点n＝4)，¹⁸F-乙基-OTSSP167于30分钟、60分钟、120分钟和240分钟采集静态图像(每个时间点n＝5)。每次获取持续10分钟。

正电子发射断层扫描(PET)(图3A)显示¹¹C-甲氧基-OTSSP167主要积聚在肝、肾、肠和膀胱中，表明肝胆和肾排泄。MDA-MB-231肿瘤在¹¹C-甲氧基-OTSSP167注射后30分钟可见，并持续可见至90分钟。为了评估¹¹C-甲氧基-OTSSP167的特异性摄取，进行了封闭研究。MDA-MB-231肿瘤的摄取随着封闭剂量的未标记OTSSP167而减少。MCF-7小鼠的肿瘤吸收率低于MDA-MB-231荷瘤小鼠，表明¹¹C-甲氧基-OTSSP167在三阴性乳腺癌具有潜在用途。在MDA-MB-231携带小鼠(图3B)和MCF-7携带小鼠(图3C)的封闭组的图像中，肿瘤几乎不可见。绘制感兴趣区域(ROIs)来量化所有组中的肿瘤摄取。MDA-MB-231肿瘤的最大存在时间(0.793±0.089)高于MDA-MB-231封闭肿瘤(0.604±0.044，p<0.001)和MCF-7肿瘤(0.312±0.024，p<0.001)。

MDA-MB-231肿瘤图像清晰可见，在所有扫描时间点肿瘤与背景的对比度较高(图8A，0.5小时SUVmax＝63.44，1小时SUVmax＝71.44，2小时SUVmax＝82.40，4小时SUVmax＝41.97)。MCF-7肿瘤观察到较弱的摄取(图8B，0.5h SUVmax＝49.43，1h SUVmax＝52.00，2hSUVmax＝40.05，4h SUVmax＝26.01)。如图9B所示(0.5小时SUVmax＝41.87，1小时SUVmax＝62.06，2小时SUVmax＝40.02，4小时SUVmax＝27.84)，在过量的未标记OTSSP167存在下，MDA-MB-231肿瘤中的放射性蓄积明显减少。这些结果表明，¹⁸F-乙基-OTSSP167能特异性靶向MELK阳性肿瘤。

实施例5、分子探针的体内分布

所有小鼠静脉注射3.7-7.4MBq¹¹C-甲氧基-OTSSP167用于生物分布评估。对于MDA-MB-231组，在注射示踪剂后10分钟、30分钟、60分钟和90分钟处死小鼠(n＝4)。对于封闭组和MCF-7组，在注射示踪剂后90分钟处死小鼠。切除主要器官和肿瘤并称重。所有小鼠静脉注射1.85MBq¹⁸F-乙基-OTSSP167，对于MDA-MB-231组，在注射示踪剂后30分钟、60分钟、120分钟和240分钟处死小鼠(n＝4)。对于MCF-7组，在注射示踪剂后120分钟和240分钟处死小鼠。器官和肿瘤(即血液、脑、心脏、肝、脾、肺、肾、胃、小肠、大肠、肌肉、骨和肿瘤)的放射性使用自动孔型伽马计数器计数。组织摄取量表示为每克组织注射剂量的百分比(％ID/g)，并根据放射性衰变进行校正。

对于¹¹C-甲氧基-OTSSP167，在MDA-MB-231组中，10分钟、30分钟、60分钟和90分钟时，肿瘤内示踪剂累积量分别为4.91±1.26％ID/g、11.66±4.33％ID/g、6.95±5.42％ID/g、3.35±1.03％ID/g。图4A显示了随着时间的推移逐渐减少。肿瘤与血液的比率(T/B)在每个时间点都小于0.5，而肿瘤与肌肉的比率(T/M)保持大于2，这表明¹¹C-甲氧基-OTSSP167具有良好的靶向效率和高肿瘤保留率(图4C)。肝脏在10分钟、30分钟、60分钟和90分钟时显示¹¹C-甲氧基-OTSSP167的最高蓄积(分别为30.92±9.30％ID/g、22.33±14.67％ID/g、19.18±14.62％ID/g、9.76±3.84％ID/g)，表明肝胆道是主要排泄途径。示踪剂的亲脂性和MELK在造血组织中的广泛分布可能有助于肝细胞中¹¹C-甲氧基-OTSSP167的定位。¹¹C-甲氧基-OTSSP167在血液中保持高水平，并且肝脏具有丰富的血液供应，可能有助于¹¹C-甲氧基-OTSSP167在肝脏中的积累。据报道，通过胃肠系统的清除途径。由于肝胆排泄，小肠和大肠相继显示¹¹C-甲氧基-OTSSP167的积累。在注射后60分钟，肾脏摄取保持在高水平(>10.8％ID/g)，表明肾脏是¹¹C-甲氧基-OTSSP167的第二排泄途径(图4A)。在MDA-MB-231封闭组中，90分钟时的肿瘤摄取为2.02±0.06％ID/g，显著低于MDA-MB-231封闭组(p＝0.021<0.05)。在MCF-7组中，90分钟时的肿瘤摄取量为2.22±0.15％ID/g，显著低于MDA-MB-231组(p＝0.043)(图4B)。总体生物分布结果与体内正电子发射断层成像结果一致。

对于¹⁸F-乙基-OTSSP167，在MDA-MB-231肿瘤模型中(图10A)，肝脏在所有时间点的累积量最高，随后持续下降，表明肝脏是¹⁸F-乙基-OTSSP167排泄的主要途径。注射后0.5、1、2和4h，MDA-MB-231肿瘤摄取量分别为5.79±0.58％ID/g、6.07±0.39％ID/g、8.81±0.01％ID/g和4.95±0.31％ID/g。在MDA-MB-231异种移植小鼠中，肿瘤与血液(T/B)和肿瘤与肌肉(T/M)的比率随时间从注射后0.5小时的1.09±0.13和1.54±0.06增加到注射后2小时的2.53±0.21和3.87±0.42(图10D)，这预示着¹⁸F-乙基-OTSSP167作为体内分子显像剂的应用。而MCF-7肿瘤的摄取量(注射后2小时和4小时分别为3.81±0.39％和3.62±0.21％ID/g)远低于MDA-MB-231肿瘤。如预期的那样，¹⁸F-乙基-OTSSP167在封闭小鼠中的肿瘤浓度在4h时显著低于未封闭小鼠(3.53±0.23％ID/g对8.81±0.01％ID/g，P<0.001，图10C)，这与体内显微正电子发射断层扫描图像一致。

实施例6、肿瘤组织的免疫组织化学(IHC)和苏木精-伊红染色

收集肿瘤组织，用4％多聚甲醛固定，脱水，并包埋在石蜡中。将肿瘤切片(5微米)脱蜡并再水合。用乙二胺四乙酸缓冲液(pH 7.4)冲洗切片，并用3％过氧化氢和3％牛血清白蛋白(中国香港思维生物技术有限公司)封闭。将切片与一抗(抗MELK抗体，博斯特生物技术有限公司，中国武汉)在4℃孵育过夜。切片用3,3’-二氨基联苯胺(DAB，中国香港服务生物技术有限公司)染色5分钟，然后用苏木精(中国香港服务生物技术有限公司)复染3分钟，并在光学显微镜(日本尼康)下观察。

为了验证MELK表达水平，收集肿瘤组织并进行免疫组织化学。如图5A所示，在MDA-MB-231组织中发现了MELK的高表达。DAB染色的细胞核呈棕黄色。而在MCF-7组织中，棕黄色细胞核远少于MDA-MB-231组织，大多数细胞核被苏木精染色为蓝色(图5B)，表明低表达的MELK。常规苏木精-伊红染色在形态学上区分了MCF-7组织和MDA-MB-231组织(图5C，5D)。

Claims (10)

1.一种分子探针，所述分子探针如化学式(I)所示：

其中，R1是同位素富集的原子或基团；

其中，R1是C_1-10直链或支链烷基或者烷氧基中的任意一种；

其中，R2是氢、C_1-10直链或支链烷基或者烷氧基、羟基、羧基中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的分子探针，所述同位素为正电子核素或治疗性核素。

3.根据权利要求2所述的分子探针，所述正电子核素选自¹¹C、¹³N、¹⁵O、¹⁸F、⁷⁴Br、⁷⁵Br、⁷⁶Br、⁷⁷Br、⁷⁸Br或¹²⁴I中的一种或多种；所述治疗性核素选自¹³¹I、²¹¹At的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的分子探针，所述R1是C_1-6直链或支链烷基或者烷氧基中的任意一种；R2是氢、C_1-6直链或支链烷基或者烷氧基、羟基、羧基中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的分子探针，所述R1是C_1-4直链或支链烷基或者烷氧基中的任意一种；所述R2是氢、C_1-4直链或支链烷基或者烷氧基、羟基、羧基中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的分子探针，所述R1为甲基或者丙基；所述R2为氢或者甲基酮。

7.权利要求1～6所述的分子探针在制备用于分子成像试剂盒中的用途。

8.权利要求1～6所述的分子探针在制备用于癌症诊断和/或治疗试剂盒中的用途。

9.根据权利要求8所述的用途，其中，所述癌症为三阴性乳腺癌。

10.一种制备如权利要求1～6所述分子探针的方法，包括以下步骤：

1)、合成具有同位素取代的C_1-10直链或支链烷烃或者烷氧烃；

2)、将所述步骤1)中所得物质与化学式(IV)反应，所述化学式(IV)为：

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