背景

2019年底的全球冠狀病毒疾病大流行(COVID-19)是由嚴重急性呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒2型(SARS-CoV-2)引發(fā)的。有研究表明，低劑量輻射可以減輕炎癥并促進COVID-19的痊愈。血管緊張素轉換酶2 (angiotensin-converting enzyme 2, ACE2)是羧肽酶ACE的同源物，是腎素-血管緊張素系統(tǒng)(renin-angiotensin system, RAS)的主要活性肽。SARS-CoV-2的刺突蛋白與人呼吸道上皮細胞的ACE2相互作用導致感染。與靶向病毒本身的抗體藥物相比，靶向ACE2的抑制劑探針的開發(fā)在理論上更合理，在實踐中也更具可能性。受體結合區(qū)域(RBD)是病毒和ACE2受體的中間體，因此有研究人員提出利用PET放射性核素修飾RBD可能對SARS-CoV-2的致命入侵具有一定的影響。

利用先進的PET技術監(jiān)測被標記的RBD的代謝和殘留，可以為SARS-CoV-2動物感染提供一個全面的視角。因此，來自北京市腫瘤發(fā)生與轉化研究教育部重點實驗室的Dan Li等研究人員在Acta Pharmacologica Sinica雜志上發(fā)表了一篇名為“SARS-CoV-2 receptor binding domain radio-probe: a non-invasive approach for angiotensin-converting enzyme 2 mapping in mic”的文章。他們構建了放射性碘化RBD作為分子靶向探針，在體內無創(chuàng)檢測ACE2的表達，并研究抑制ACE2的放射療法的途徑。

124I-RBD抗體對ACE2具有較高的親和力和選擇性

用n -溴代丁二酰亞胺(NBS)介導的方法[124I]NaI標記RBD，純化后得到比活性為28.9 GBq/nmol的124I-RBD。在鹽水中5天放射化學純度(RCP)在90%以上。通過SPR結合來研究RBD與人ACE2受體的結合能力。采用親和模型來擬合數(shù)據(jù)，計算解離常數(shù)KD?= 14.08 nM(圖1)。采用ELISA法檢測124I-RBD與人ACE2的結合效力，解離常數(shù)KD?=75.7 nM(圖2)。結果表明，RBD在體外與hACE2有較高的親和力。

與未轉導的HeLa細胞株相比，HeLaACE2+細胞株的ACE2基因表達率高561.2倍。Western blot檢測結果顯示，HeLaACE2+細胞確實有ACE2的高表達。細胞吸收放射性示蹤劑的情況見圖3。結果表明，2 h時HeLaACE2+細胞對124I-RBD的攝取值為(2.96±0.35)% ID/106個細胞（無阻塞）和(1.71±0.23)%?ID/106個細胞(cold RBD)?(P = 0.00038)；HeLa細胞對124I-RBD的攝取值分別為(1.96±0.22)%?ID/106（無阻塞）和(1.64±0.15)%ID/106?(cold RBD)(P>0.05)(圖3)。

在該研究中，源井提供了ACE2過表達的HepG2?ACE2+和HeLa?ACE2+細胞，用于在細胞水平上驗證RBD與ACE2的親和力。源井背靠數(shù)百種細胞培養(yǎng)經(jīng)驗，苛求每種細胞的最優(yōu)MOI值，專家定制方案，以“單克隆”級別的標準構建過表達/干擾穩(wěn)轉株。復制了解詳情>>https://www.ubigene.com/service/cell/overexpression.html

RBD與ACE2的特異性結合使124I-RBD在肺中滯留

為了研究RBD在肺內的滯留情況，他們采用肺內經(jīng)支氣管給藥的方法，注射約50μL體積的0.927 MBq?124I-RBD。肺內的注射124I-RBD后，PET/CT成像顯示出肺保持著至少4 h的較長的一段時間的高攝取并且在24 h內肺的SUVmean值依舊是高的。在0.5 h p.i.，肺內可觀察到注射的[124I]NaI，但1 h后肺內SUVmean值降至極低水平，說明存在特異性相互作用（圖4）。與裸鼠相比，經(jīng)尾靜脈注射124I-RBD后，攜帶HepG2腫瘤(HepG2ACE2+)的小鼠，腫瘤內攝取更高。在0.5h時，HepG2ACE2+腫瘤部位開始攝取124I-RBD，1h時濃度達到峰值，然后逐漸下降。4h時，腫瘤部位仍有高攝?。▓D5）。研究人員得出結論，124I-RBD在肺中的滯留是由RBD與ACE2的特異性結合引起的，這對人體的無創(chuàng)繪圖是有用的。

在該研究中，研究人員首次成功構建了124I-RBD作為新型的COVID-19分子靶向探針。通過放射性標記RBD探測ACE2的表達可用于無創(chuàng)的ACE2繪圖。結合現(xiàn)有文獻，提示碘同位素修飾RBD對人ACE2進行靶向監(jiān)測是可行的，為放射治療提供了臨床前經(jīng)驗。

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