【文献解读】无创检测ACE2表达——放射疗法124I-RBD探针大用处

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发布日期：2022年02月10日

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【文献解读】无创检测ACE2表达——放射疗法¹²⁴I-RBD探针大用处

背景

2019年底的全球冠状病毒疾病大流行(COVID-19)是由严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)引发的。有研究表明，低剂量辐射可以减轻炎症并促进COVID-19的痊愈。血管紧张素转换酶2 (angiotensin-converting enzyme 2, ACE2)是羧肽酶ACE的同源物，是肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensin system, RAS)的主要活性肽。SARS-CoV-2的刺突蛋白与人呼吸道上皮细胞的ACE2相互作用导致感染。与靶向病毒本身的抗体药物相比，靶向ACE2的抑制剂探针的开发在理论上更合理，在实践中也更具可能性。受体结合区域(RBD)是病毒和ACE2受体的中间体，因此有研究人员提出利用PET放射性核素修饰RBD可能对SARS-CoV-2的致命入侵具有一定的影响。

利用先进的PET技术监测被标记的RBD的代谢和残留，可以为SARS-CoV-2动物感染提供一个全面的视角。因此，来自北京市肿瘤发生与转化研究教育部重点实验室的Dan Li等研究人员在Acta Pharmacologica Sinica杂志上发表了一篇名为“SARS-CoV-2 receptor binding domain radio-probe: a non-invasive approach for angiotensin-converting enzyme 2 mapping in mic”的文章。他们构建了放射性碘化RBD作为分子靶向探针，在体内无创检测ACE2的表达，并研究抑制ACE2的放射疗法的途径。

¹²⁴I-RBD抗体对ACE2具有较高的亲和力和选择性

用n -溴代丁二酰亚胺(NBS)介导的方法[¹²⁴I]NaI标记RBD，纯化后得到比活性为28.9 GBq/nmol的¹²⁴I-RBD。在盐水中5天放射化学纯度(RCP)在90%以上。通过SPR结合来研究RBD与人ACE2受体的结合能力。采用亲和模型来拟合数据，计算解离常数K_D = 14.08 nM(图1)。采用ELISA法检测¹²⁴I-RBD与人ACE2的结合效力，解离常数K_D =75.7 nM(图2)。结果表明，RBD在体外与hACE2有较高的亲和力。

与未转导的HeLa细胞株相比，HeLa^ACE2+细胞株的ACE2基因表达率高561.2倍。Western blot检测结果显示，HeLa^ACE2+细胞确实有ACE2的高表达。细胞吸收放射性示踪剂的情况见图3。结果表明，2 h时HeLa^ACE2+细胞对¹²⁴I-RBD的摄取值为(2.96±0.35)% ID/10⁶个细胞（无阻塞）和(1.71±0.23)% ID/10⁶个细胞(cold RBD) (P = 0.00038)；HeLa细胞对¹²⁴I-RBD的摄取值分别为(1.96±0.22)% ID/10⁶（无阻塞）和(1.64±0.15)%ID/10⁶ (cold RBD)(P>0.05)(图3)。

在该研究中，源井提供了ACE2过表达的HepG2^ACE2+和HeLa^ACE2+细胞，用于在细胞水平上验证RBD与ACE2的亲和力。源井背靠数百种细胞培养经验，苛求每种细胞的最优MOI值，专家定制方案，以“单克隆”级别的标准构建过表达/干扰稳转株。点击了解更多服务详情>>

图1 固定化的ACE2作为受体，平衡时SPR 响应单位作为RBD浓度的函数

图2 ¹²⁴I-RBD与ACE2的结合亲和力测定

图3 HeLa 和 HeLa ^ACE2⁺细胞分别对¹²⁴I-RBD的摄取，ns指统计学上没有显著差异 *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001.

RBD与ACE2的特异性结合使¹²⁴I-RBD在肺中滞留

为了研究RBD在肺内的滞留情况，他们采用肺内经支气管给药的方法，注射约50μL体积的0.927 MBq ¹²⁴I-RBD。肺内的注射¹²⁴I-RBD后，PET/CT成像显示出肺保持着至少4 h的较长的一段时间的高摄取并且在24 h内肺的SUV_mean值依旧是高的。在0.5 h p.i.，肺内可观察到注射的[¹²⁴I]NaI，但1 h后肺内SUV_mean值降至极低水平，说明存在特异性相互作用（图4）。与裸鼠相比，经尾静脉注射¹²⁴I-RBD后，携带HepG2肿瘤(HepG2^ACE2+)的小鼠，肿瘤内摄取更高。在0.5h时，HepG2^ACE2+肿瘤部位开始摄取¹²⁴I-RBD，1h时浓度达到峰值，然后逐渐下降。4h时，肿瘤部位仍有高摄取（图5）。研究人员得出结论，¹²⁴I-RBD在肺中的滞留是由RBD与ACE2的特异性结合引起的，这对人体的无创绘图是有用的。