前列腺癌在欧美国家已经位居男性恶性肿瘤排行榜的首位,成为严重危害男性健康的肿瘤。在我们国家,随着人们生活质量的逐渐提高,前列腺癌的发病率也在不断攀升,患病群体也有年轻化的发展趋势。早期局限性的前列腺癌可以用根治性前列腺切除手术和放射治疗等多种方式治疗,但在发病早期多数患者不会出现明显不适的症状。只有在肿瘤迁延进展、侵犯临近组织甚至是发生骨转移后,方有可能被患者察觉,这直接影响了前列腺癌的治疗效果。由此可见,对前列腺癌进行早期诊断和早期治疗具有十分重要的临床价值。新兴的分子影像医学可以利用特异性探针检测组织细胞分子水平上的细微改变,实现目标区域内的功能性成像。使用不同类型的探针进行分子影像学检查还可以进行疾病的早期诊断、术中导航、治疗监测和预后评价,从而在疾病诊治的全过程发挥重要作用。和传统影像学检查方式相比,分子影像技术有更高的灵敏度和精确度,在区分良恶性病变、寻找微小肿瘤病灶、界定肿瘤范围和肿瘤功能成像等方面有着很大的优势。分子影像医学中的近红外荧光成像技术因其成像便捷、灵敏度高且安全无放射性,在近年来受到了广泛的关注。与可见光比较,近红外光在组织内的穿透力更强,能够用作更为深部机体组织的荧光成像。实现肿瘤组织近红外成像的关键在于寻找具有肿瘤靶向性的近红外荧光探针。前期的研究中我们发现了一类包括IR780和IR783在内优秀的有机近红外荧光染剂,这类染剂可以直接和肿瘤细胞结合而无需连接靶向肿瘤的配体分子。本研究首先检测近红外荧光染剂IR780和IR783的荧光物理学特性,利用体外细胞学实验和裸鼠前列腺癌模型全面评价两者是否能够用作前列腺癌的近红外荧光成像,并分析其在前列腺癌细胞内特异性摄取的可能机制。最后我们尝试将治疗前列腺癌的药物阿比特龙和染剂IR780碘化物化学键合,以期获得同时具有肿瘤成像和治疗作用的多功能近红外荧光化合物。这项研究包括以下两个方面的内容:1.IR780和IR783在前列腺癌中的近红外荧光成像研究我们首先系统地测定了两种近红外荧光染剂IR780碘化物和IR783在不同浓度和不同溶剂中的光谱学特征。随后使用不同浓度的染剂进行前列腺癌细胞的染色和近红外荧光成像,观察成像效果并测定其对细胞的潜在毒性,同时分析染剂选择性肿瘤成像的可能机制。健康志愿者血液混入前列腺癌细胞后用近红外染剂进行染色和检测,以评估近红外荧光成像在肿瘤细胞学检查中的潜在应用价值。无胸腺小鼠构建不同类型的前列腺癌模型并用染剂进行成像观察,评估染剂是否能够实现前列腺癌的体内成像及其在体内的代谢分布特点。研究结果显示染剂IR780碘化物和IR783拥有稳定的荧光物理学特性和很好的生物相容性。低浓度的染剂可实现前列腺癌细胞的选择性近红外荧光成像,有机阴离子转运蛋白中的OATP1B3亚型很可能参与了染剂在前列腺癌细胞内的跨膜转运。近红外成像染色检查能够识别混入血样内的前列腺癌细胞。裸鼠前列腺癌模型中的近红外成像检测结果证实近红外荧光染剂可以实现前列腺癌的体内成像诊断。2.新型多功能近红外荧光化合物Abi-780的合成后续实验中,我们尝试将治疗前列腺癌的药物阿比特龙和染剂IR780碘化物进行化学键合,并检测新合成物能否同时拥有肿瘤近红外成像的能力和抗肿瘤作用。结果显示新合成物Abi-780在血清中有明显的荧光增强效应,保持了良好的荧光物理学特性和生物相容性。Abi-780不仅可以用作前列腺癌细胞的近红外荧光成像,还可以通过携带的抗肿瘤药物阿比特龙抑制前列腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭潜能,并促使前列腺癌细胞凋亡形成。新合成物Abi-780可用作前列腺癌组织的体内成像诊断,还能有效抑制前列腺癌在裸鼠体内的生长,这表明Abi-780同时拥有肿瘤成像和治疗的作用。综上所述,染剂IR780和IR783实现的前列腺癌近红外成像安全可靠。以近红外荧光染剂为平台构建的多功能近红外荧光探针可以同时实现肿瘤的成像诊断、治疗和疗效评价,这有利于提升前列腺癌的诊治水平,也为肿瘤的诊治提供新的思路。