癌癥是導致人類死亡的主要原因之一, 腫瘤學醫師對腫瘤的診斷、分期、監測治療反應及隨訪等越來越依賴于醫學影像技術。如今, 18F-脫氧葡萄糖(18F-FDG)PET/CT在臨床腫瘤患者的管理中發揮著重要作用。然而, 18F-FDG并非腫瘤特異性顯像劑, 炎癥和感染性疾病也可高度濃集18F-FDG, 導致假陽性; 有些腫瘤攝取18F-FDG低甚至不攝取, 導致假陰性。開發非18F-FDG新型靶向腫瘤顯像劑是我們面臨的一項緊迫任務。近年來, 大量體外研究證明, 黃連素通過抑制腫瘤細胞線粒體呼吸鏈等, 誘導細胞凋亡, 具有抗多種腫瘤細胞活性。但一直缺乏黃連素在生物活體內具有靶向性分布的證據。我們提出并用18F-黃連素衍生物PET/CT荷VX2肌肉腫瘤兔模型顯像方法驗證"黃連素在生物活體內具有腫瘤靶向性分布"的假說。本綜述將簡要概述黃連素抗癌研究的進展、黃連素抗癌作用的結構基礎以及迄今已確定的黃連素抗癌作用的分子機制, 介紹18F-黃連素衍生物PET/CT荷VX2肌肉腫瘤兔模型顯像, 首次實現活體生物體內腫瘤的"可視化"。這些突破性的研究結果表明, 18F-黃連素衍生物作為一種潛在的PET/CT腫瘤靶向分子顯像劑, 對癌癥的靶向治療、分子顯像及中藥現代化具有重要意義。
引用本文： 梅小莉, 吳小艾, 張彤, 梁夢, 范成中. 18F-黃連素衍生物:一種潛在的PET/CT腫瘤靶向分子顯像劑. 生物醫學工程學雜志, 2015, 32(2): 460-464. doi: 10.7507/1001-5515.20150083 復制
引言
癌癥是導致人類死亡的主要原因之一，腫瘤學醫師對腫瘤的診斷、分期、監測治療反應及隨訪等越來越依賴于醫學影像技術。傳統影像技術如超聲、X線平片、計算機斷層掃描(computed tomography, CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)等，主要通過識別器官或組織病變的位置、形態、大小及與周圍組織的關系等非特異性解剖學形態異常信號完成診斷，具有空間分辨率高、定位準確的優點，但探測大體解剖結構改變前病變早期周圍微環境的代謝與功能改變的信息方面能力有限[1]。
正電子發射型斷層成像(positron emission computed tomography, PET)和單光子發射型計算機斷層成像(single photon emission computed tomography, SPECT)顯像，用放射性核素標記配體、抗體或抗體片段、酶的抑制劑、轉運子、信號傳導分子等，利用放射性“配體”與“受體”的靶向(“互補”特異性)結合，可在分子水平探測病變部位——“靶點”在大體解剖結構改變之前早期的受體、抗原、酶、轉運子、信號傳導等的異常表達(可探測pmol/L～nmol/L水平的超微量放射性“配體”分布)，將其可視化形成圖像，并可完成定量分析，具有“高度靈敏度、特異性和定量分析”的特點，是目前臨床應用最成熟的分子顯像技術之一[2]。
1 PET顯像的原理
PET顯像劑所用的正電子核素(11C、13N、15O、18F)的同位素存在于所有生物體并貫穿于生理過程中，用11C、13N、15O、18F可以合成更多具有生理特異性和化學特異性的顯像劑。利用正電子核素發出的γ光子對，經PET顯像復合探測，可定量測定受體、抗原、酶、轉運子、信號傳導等的密度分布，檢測到疾病早期的這些功能、代謝和生化過程異常，常早于病變的解剖結構已經發生明顯變化且能被MRI或CT所識別的階段，這幾乎是所有疾病出現的最初階段，PET的探測效率較SPECT提高50～100倍，靈敏度更高，因而PET顯像更具有良好的發展前景[3]。
2 18F-FDG PET/CT在臨床腫瘤學中的作用
近十年來，PET/CT融合技術將PET功能、代謝影像的高靈敏度、高特異性與CT解剖、形態影像的高空間分辨率直接融合，提高了診斷準確率[4]。如今，18F-脫氧葡萄糖(18F-2-fluro-D-deoxy-glucose，18F-FDG)PET/CT顯像，已在腫瘤的早期診斷及分期(尋找惡性腫瘤原發灶及同步探測轉移灶)[3]，探測未知原發腫瘤病灶[5-6]，探測腫瘤復發、鑒別腫瘤術后殘留與治療后瘢痕或壞死組織，監測治療反應[3]，幫助制定放療計劃等方面，發揮越來越重要的作用[3, 7]。PET/CT融合顯像，因顯像劑與靶點的結合具有“互補”特性，在提供腫瘤病變早期周圍微環境的功能、代謝如受體、抗原、酶、轉運子、信號傳導等異常表達的分子改變信息方面，較X線平片、超聲、CT、MRI等解剖、形態顯像，更具有“靶向性”的獨特價值[1, 3]。
3 18F-FDG PET/CT在臨床腫瘤診斷中的局限性
然而，常用18F-FDG無腫瘤特異性，炎癥、感染性疾病等也可高攝取18F-FDG，是導致腫瘤診斷假陽性結果的主要原因；同時，大多數前列腺癌、腎細胞癌、肝癌、細支氣管肺泡癌、肺類癌、消化道和結腸黏液性腫瘤、低度惡性淋巴瘤、高分化腺癌及許多分化良好的腫瘤等，由于其葡萄糖代謝水平低，18F-FDG攝取低或不攝取，可出現假陰性結果。18F-FDG腫瘤PET/CT顯像的假陽性和假陰性結果是目前臨床腫瘤診斷及鑒別診斷中存在的世界性難題[8]，開發新型PET腫瘤(非炎癥)靶向分子顯像劑對提高腫瘤診斷和治療水平具有重要意義。
4 黃連素抗癌研究的進展
近年來，通過抑制線粒體呼吸鏈的抗腫瘤治療研究已成為腫瘤靶向治療非常有吸引力的研究熱點之一[9]。線粒體的功能發生障礙必將導致細胞的能量供應失衡，由此可能會危及細胞生存，針對抑制腫瘤細胞的線粒體呼吸鏈研制抗腫瘤新藥，有可能導致腫瘤細胞消亡[10]。大量體外細胞抗癌研究的證據表明：黃連素通過抑制多種腫瘤細胞線粒體呼吸鏈，誘導腫瘤細胞凋亡，包括：結腸癌、前列腺癌、膠質母細胞瘤、胃癌、表皮樣癌、肝癌、胰腺癌、乳腺癌、口腔癌、舌癌、白血病和黑色素瘤等，具有抗多種腫瘤細胞的活性[9-13]。
5 黃連素抗腫瘤的結構基礎
Pereira等[14]認為：黃連素分子結構中帶有親脂性的季氨氮基團，是其在跨膜電位差驅動力下穿透細胞生物膜進入細胞內的結構基礎。細胞及線粒體能選擇性聚集親脂性陽離子，跨膜電位越高，對帶正電荷的陽離子驅動力越大，細胞及線粒體內聚集的陽離子濃度越高。腫瘤細胞的細胞器膜尤其是線粒體膜的跨膜電位高于正常細胞[9]。黃連素能電離為帶正電荷的陽離子，能被選擇性地聚集在帶負電荷的細胞漿及細胞器尤其是線粒體基質內。當黃連素濃度＜50μmol/L時，主要聚集于線粒體內；當濃度大于此值時黃連素可出現于細胞漿及細胞核內[15]。
6 黃連素抗腫瘤機制
6.1 作用于腫瘤細胞線粒體ANT
黃連素和線粒體內膜組成成分腺苷酸轉位子(adenine nucleotide translocator，ANT)結合[14]，引起線粒體內膜通透性轉換孔的開放[9]，造成線粒體通透性轉換，線粒體跨膜電位降低，進而出現線粒體腫脹及鈣離子釋放，線粒體釋放凋亡活性物質CytC進入胞質, 激活C aspase3, 使細胞轉向壞死通路，最終出現胞凋亡事件[10]。
6.2 作用于線粒體呼吸鏈
低濃度黃連素主要起到促氧化劑作用，抑制線粒體呼吸鏈中還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide adenine dinucleotide，NADH)脫氫酶(復合物I)和琥珀酸脫氫酶(succinate dehydrogenase，SDH)(復合物Ⅱ), 線粒體于短時間內生成大量O2-、·OH、H2O2等活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)，引起線粒體發生氧化應激反應，損傷線粒體膜，導致線粒體碎裂，進而激活一系列凋亡通路而發揮抗腫瘤作用[9, 16]。而當黃連素濃度高時，主要起到抗氧化劑的作用, 抑制氧化磷酸化和細胞周期調節因子ATP生成，導致細胞周期阻滯[9, 10, 15]。
6.3 抑制COX-2生成及活性
黃連素通過抑制細胞內Ca2+, 進而抑制環氧酶COX-2 (cyclo-oxyge-nase, COX-2)mRNA水平和蛋白表達以及COX-2對花生四烯酸的催化活性, 從而抑制前列腺素E2(prostaglandrn E-2, PGE-2)的生成[9]。黃連素在濃度大于0.3μmol/L時, 對結腸癌HT229細胞的COX-2 mRNA和蛋白水平均表現為抑制, 亦可抑制COX-2的催化活性, 減少PGE2的生成[12]。
6.4 阻礙DNA復制
DNA的拓撲異構酶Ⅰ(topoisomerase，TOPNI)和拓撲異構酶Ⅱ在DNA的復制、轉錄、重組, 以及在形成正確的染色體結構中發揮重要的調節作用[17]。Li等[18]研究證明小檗堿能與TOPNI結合, 使S期細胞合成受阻, 阻止細胞增殖, 甚至產生細胞毒作用。黃連素可插入DNA雙鏈內，抑制DNA復制, 導致線粒體DNA數目減少。
6.5 調節凋亡相關基因
細胞凋亡的調控需要多種基因及其產物的參與, 細胞凋亡與凋亡相關基因表達增強和抗凋亡相關基因表達減弱有關[19]。據報道，用25～200 mmol小檗堿作用于SNU-5細胞后, 發現細胞中bax基因、P53基因表達明顯增加, bcl-2表達降低。小檗堿可誘導HL-60細胞凋亡, 凋亡基因bad表達水平上調, 抗凋亡基因bcl-2表達水平下降。前列腺癌細胞DU145和LNCaP細胞經小檗堿處理后，細胞凋亡, bax/bcl-2比值上調, 推測小檗堿誘導腫瘤細胞凋亡的作用與bax與bcl-2比值的上調有關[18, 20]。一個有關中草藥活性成分作用靶點全面而充分的數據庫顯示，在經黃連素治療培養的哺乳動物細胞中，黃連素可以調節大約50個基因的表達[16]。由此可見，黃連素誘導細胞凋亡的機制相當復雜，可能涉及多種基因及其產物的調控[21-26]。
6.6 鈣調蛋白
據Ma等[27]用基于分子對接和基因表達譜結合的方法，尋找黃連素誘導人肝癌細胞Bel7402細胞周期阻滯的潛在靶蛋白。計算和實驗結果表明，鈣調蛋白可能是黃連素誘導人肝癌細胞Bel7402細胞G1期阻滯的直接作用靶點。生物測定結果顯示，黃連素部分通過與鈣調蛋白相互作用，阻止后面的下級信號級聯，誘導人肝癌細胞Bel7402G1期阻滯。這些結果為黃連素對腫瘤細胞的抗癌機制研究提供了新啟示。
目前，黃連素抗癌活性的作用靶點尚未完全闡明，但越來越多的研究證據顯示，黃連素抗癌作用可能有多個靶點，而且其抗癌活性與濃度有關。
7 18F-黃連素衍生物兔荷VX2肌肉腫瘤模型PET/CT腫瘤靶向分子顯像
雖然大量體外細胞抗癌研究的證據表明：黃連素通過抑制多種腫瘤細胞線粒體呼吸鏈等，誘導腫瘤細胞凋亡[9, 12]，但迄今為止，一直缺乏黃連素在生物活體內具有腫瘤靶向性分布的可信證據。
基于前述“黃連素在體外通過抑制腫瘤細胞線粒體呼吸鏈等，誘導細胞凋亡，具有抗多種腫瘤細胞活性”的證據，我們提出“黃連素在生物活體內具有腫瘤靶向性分布”的假說，并通過用18F標記黃連素衍生物，經PET/CT顯像，驗證這一假說。初步研究已成功合成一種黃連素的先導化合物及其能用18F標記的前體化合物，完成前體化合物的18F標記，薄層層析法測得18F-黃連素衍生物的放射性化學純度為：60%～70%。實驗兔經右側股部接種VX2腫瘤后第14 d，當瘤體直徑達1～2 cm時，靜脈注射1mCi(37 mBq)18F-黃連素衍生物后1 h行活體兔VX2肌肉腫瘤模型PET/CT顯像[28]。結果顯示：腫瘤輪廓清晰顯影。腫瘤(靶)/對側肌肉(非靶)的放射性比值高達3~12.53。此外，全身骨骼清晰顯影，放射性本底普遍增高，推測可能系大量未分離的游離18F-離子積聚于骨骼所致[29]。腸道見放射性分布，推測可能系18F-黃連素衍生物經肝臟代謝后排泌致腸道的生理性顯影。18F-黃連素衍生物兔荷VX2肌肉腫瘤模型PET/CT腫瘤靶向分子顯像的初步結果表明，18F-黃連素衍生物在生物活體內具有腫瘤靶向性分布特性。需進一步研究用高效液相色譜(HPLC)-質譜聯用技術進行有效分離、純化，獲得放射化學純度＞95%的18F-黃連素衍生物的方法，以滿足臨床PET/CT腫瘤靶向分子顯像要求。
8 前景展望
大量體外研究證明，黃連素通過抑制腫瘤細胞線粒體呼吸鏈等多種通路，誘導細胞凋亡，具有抗多種腫瘤細胞活性。我們用18F-黃連素衍生物兔荷VX2肌肉腫瘤模型PET/CT腫瘤靶向分子顯像方法，首次實現18F-黃連素衍生物在生物活體內腫瘤的“可視化”，驗證了“黃連素在生物活體內具有腫瘤靶向性分布”的假說。這些研究結果表明，18F-黃連素衍生物作為一種潛在的PET腫瘤靶向分子顯像劑，對癌癥的靶向治療、分子顯像及中藥現代化具有重要意義。
引言
癌癥是導致人類死亡的主要原因之一，腫瘤學醫師對腫瘤的診斷、分期、監測治療反應及隨訪等越來越依賴于醫學影像技術。傳統影像技術如超聲、X線平片、計算機斷層掃描(computed tomography, CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)等，主要通過識別器官或組織病變的位置、形態、大小及與周圍組織的關系等非特異性解剖學形態異常信號完成診斷，具有空間分辨率高、定位準確的優點，但探測大體解剖結構改變前病變早期周圍微環境的代謝與功能改變的信息方面能力有限[1]。
正電子發射型斷層成像(positron emission computed tomography, PET)和單光子發射型計算機斷層成像(single photon emission computed tomography, SPECT)顯像，用放射性核素標記配體、抗體或抗體片段、酶的抑制劑、轉運子、信號傳導分子等，利用放射性“配體”與“受體”的靶向(“互補”特異性)結合，可在分子水平探測病變部位——“靶點”在大體解剖結構改變之前早期的受體、抗原、酶、轉運子、信號傳導等的異常表達(可探測pmol/L～nmol/L水平的超微量放射性“配體”分布)，將其可視化形成圖像，并可完成定量分析，具有“高度靈敏度、特異性和定量分析”的特點，是目前臨床應用最成熟的分子顯像技術之一[2]。
1 PET顯像的原理
PET顯像劑所用的正電子核素(11C、13N、15O、18F)的同位素存在于所有生物體并貫穿于生理過程中，用11C、13N、15O、18F可以合成更多具有生理特異性和化學特異性的顯像劑。利用正電子核素發出的γ光子對，經PET顯像復合探測，可定量測定受體、抗原、酶、轉運子、信號傳導等的密度分布，檢測到疾病早期的這些功能、代謝和生化過程異常，常早于病變的解剖結構已經發生明顯變化且能被MRI或CT所識別的階段，這幾乎是所有疾病出現的最初階段，PET的探測效率較SPECT提高50～100倍，靈敏度更高，因而PET顯像更具有良好的發展前景[3]。
2 18F-FDG PET/CT在臨床腫瘤學中的作用
近十年來，PET/CT融合技術將PET功能、代謝影像的高靈敏度、高特異性與CT解剖、形態影像的高空間分辨率直接融合，提高了診斷準確率[4]。如今，18F-脫氧葡萄糖(18F-2-fluro-D-deoxy-glucose，18F-FDG)PET/CT顯像，已在腫瘤的早期診斷及分期(尋找惡性腫瘤原發灶及同步探測轉移灶)[3]，探測未知原發腫瘤病灶[5-6]，探測腫瘤復發、鑒別腫瘤術后殘留與治療后瘢痕或壞死組織，監測治療反應[3]，幫助制定放療計劃等方面，發揮越來越重要的作用[3, 7]。PET/CT融合顯像，因顯像劑與靶點的結合具有“互補”特性，在提供腫瘤病變早期周圍微環境的功能、代謝如受體、抗原、酶、轉運子、信號傳導等異常表達的分子改變信息方面，較X線平片、超聲、CT、MRI等解剖、形態顯像，更具有“靶向性”的獨特價值[1, 3]。
3 18F-FDG PET/CT在臨床腫瘤診斷中的局限性
然而，常用18F-FDG無腫瘤特異性，炎癥、感染性疾病等也可高攝取18F-FDG，是導致腫瘤診斷假陽性結果的主要原因；同時，大多數前列腺癌、腎細胞癌、肝癌、細支氣管肺泡癌、肺類癌、消化道和結腸黏液性腫瘤、低度惡性淋巴瘤、高分化腺癌及許多分化良好的腫瘤等，由于其葡萄糖代謝水平低，18F-FDG攝取低或不攝取，可出現假陰性結果。18F-FDG腫瘤PET/CT顯像的假陽性和假陰性結果是目前臨床腫瘤診斷及鑒別診斷中存在的世界性難題[8]，開發新型PET腫瘤(非炎癥)靶向分子顯像劑對提高腫瘤診斷和治療水平具有重要意義。
4 黃連素抗癌研究的進展
近年來，通過抑制線粒體呼吸鏈的抗腫瘤治療研究已成為腫瘤靶向治療非常有吸引力的研究熱點之一[9]。線粒體的功能發生障礙必將導致細胞的能量供應失衡，由此可能會危及細胞生存，針對抑制腫瘤細胞的線粒體呼吸鏈研制抗腫瘤新藥，有可能導致腫瘤細胞消亡[10]。大量體外細胞抗癌研究的證據表明：黃連素通過抑制多種腫瘤細胞線粒體呼吸鏈，誘導腫瘤細胞凋亡，包括：結腸癌、前列腺癌、膠質母細胞瘤、胃癌、表皮樣癌、肝癌、胰腺癌、乳腺癌、口腔癌、舌癌、白血病和黑色素瘤等，具有抗多種腫瘤細胞的活性[9-13]。
5 黃連素抗腫瘤的結構基礎
Pereira等[14]認為：黃連素分子結構中帶有親脂性的季氨氮基團，是其在跨膜電位差驅動力下穿透細胞生物膜進入細胞內的結構基礎。細胞及線粒體能選擇性聚集親脂性陽離子，跨膜電位越高，對帶正電荷的陽離子驅動力越大，細胞及線粒體內聚集的陽離子濃度越高。腫瘤細胞的細胞器膜尤其是線粒體膜的跨膜電位高于正常細胞[9]。黃連素能電離為帶正電荷的陽離子，能被選擇性地聚集在帶負電荷的細胞漿及細胞器尤其是線粒體基質內。當黃連素濃度＜50μmol/L時，主要聚集于線粒體內；當濃度大于此值時黃連素可出現于細胞漿及細胞核內[15]。
6 黃連素抗腫瘤機制
6.1 作用于腫瘤細胞線粒體ANT
黃連素和線粒體內膜組成成分腺苷酸轉位子(adenine nucleotide translocator，ANT)結合[14]，引起線粒體內膜通透性轉換孔的開放[9]，造成線粒體通透性轉換，線粒體跨膜電位降低，進而出現線粒體腫脹及鈣離子釋放，線粒體釋放凋亡活性物質CytC進入胞質, 激活C aspase3, 使細胞轉向壞死通路，最終出現胞凋亡事件[10]。
6.2 作用于線粒體呼吸鏈
低濃度黃連素主要起到促氧化劑作用，抑制線粒體呼吸鏈中還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide adenine dinucleotide，NADH)脫氫酶(復合物I)和琥珀酸脫氫酶(succinate dehydrogenase，SDH)(復合物Ⅱ), 線粒體于短時間內生成大量O2-、·OH、H2O2等活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)，引起線粒體發生氧化應激反應，損傷線粒體膜，導致線粒體碎裂，進而激活一系列凋亡通路而發揮抗腫瘤作用[9, 16]。而當黃連素濃度高時，主要起到抗氧化劑的作用, 抑制氧化磷酸化和細胞周期調節因子ATP生成，導致細胞周期阻滯[9, 10, 15]。
6.3 抑制COX-2生成及活性
黃連素通過抑制細胞內Ca2+, 進而抑制環氧酶COX-2 (cyclo-oxyge-nase, COX-2)mRNA水平和蛋白表達以及COX-2對花生四烯酸的催化活性, 從而抑制前列腺素E2(prostaglandrn E-2, PGE-2)的生成[9]。黃連素在濃度大于0.3μmol/L時, 對結腸癌HT229細胞的COX-2 mRNA和蛋白水平均表現為抑制, 亦可抑制COX-2的催化活性, 減少PGE2的生成[12]。
6.4 阻礙DNA復制
DNA的拓撲異構酶Ⅰ(topoisomerase，TOPNI)和拓撲異構酶Ⅱ在DNA的復制、轉錄、重組, 以及在形成正確的染色體結構中發揮重要的調節作用[17]。Li等[18]研究證明小檗堿能與TOPNI結合, 使S期細胞合成受阻, 阻止細胞增殖, 甚至產生細胞毒作用。黃連素可插入DNA雙鏈內，抑制DNA復制, 導致線粒體DNA數目減少。
6.5 調節凋亡相關基因
細胞凋亡的調控需要多種基因及其產物的參與, 細胞凋亡與凋亡相關基因表達增強和抗凋亡相關基因表達減弱有關[19]。據報道，用25～200 mmol小檗堿作用于SNU-5細胞后, 發現細胞中bax基因、P53基因表達明顯增加, bcl-2表達降低。小檗堿可誘導HL-60細胞凋亡, 凋亡基因bad表達水平上調, 抗凋亡基因bcl-2表達水平下降。前列腺癌細胞DU145和LNCaP細胞經小檗堿處理后，細胞凋亡, bax/bcl-2比值上調, 推測小檗堿誘導腫瘤細胞凋亡的作用與bax與bcl-2比值的上調有關[18, 20]。一個有關中草藥活性成分作用靶點全面而充分的數據庫顯示，在經黃連素治療培養的哺乳動物細胞中，黃連素可以調節大約50個基因的表達[16]。由此可見，黃連素誘導細胞凋亡的機制相當復雜，可能涉及多種基因及其產物的調控[21-26]。
6.6 鈣調蛋白
據Ma等[27]用基于分子對接和基因表達譜結合的方法，尋找黃連素誘導人肝癌細胞Bel7402細胞周期阻滯的潛在靶蛋白。計算和實驗結果表明，鈣調蛋白可能是黃連素誘導人肝癌細胞Bel7402細胞G1期阻滯的直接作用靶點。生物測定結果顯示，黃連素部分通過與鈣調蛋白相互作用，阻止后面的下級信號級聯，誘導人肝癌細胞Bel7402G1期阻滯。這些結果為黃連素對腫瘤細胞的抗癌機制研究提供了新啟示。
目前，黃連素抗癌活性的作用靶點尚未完全闡明，但越來越多的研究證據顯示，黃連素抗癌作用可能有多個靶點，而且其抗癌活性與濃度有關。
7 18F-黃連素衍生物兔荷VX2肌肉腫瘤模型PET/CT腫瘤靶向分子顯像
雖然大量體外細胞抗癌研究的證據表明：黃連素通過抑制多種腫瘤細胞線粒體呼吸鏈等，誘導腫瘤細胞凋亡[9, 12]，但迄今為止，一直缺乏黃連素在生物活體內具有腫瘤靶向性分布的可信證據。
基于前述“黃連素在體外通過抑制腫瘤細胞線粒體呼吸鏈等，誘導細胞凋亡，具有抗多種腫瘤細胞活性”的證據，我們提出“黃連素在生物活體內具有腫瘤靶向性分布”的假說，并通過用18F標記黃連素衍生物，經PET/CT顯像，驗證這一假說。初步研究已成功合成一種黃連素的先導化合物及其能用18F標記的前體化合物，完成前體化合物的18F標記，薄層層析法測得18F-黃連素衍生物的放射性化學純度為：60%～70%。實驗兔經右側股部接種VX2腫瘤后第14 d，當瘤體直徑達1～2 cm時，靜脈注射1mCi(37 mBq)18F-黃連素衍生物后1 h行活體兔VX2肌肉腫瘤模型PET/CT顯像[28]。結果顯示：腫瘤輪廓清晰顯影。腫瘤(靶)/對側肌肉(非靶)的放射性比值高達3~12.53。此外，全身骨骼清晰顯影，放射性本底普遍增高，推測可能系大量未分離的游離18F-離子積聚于骨骼所致[29]。腸道見放射性分布，推測可能系18F-黃連素衍生物經肝臟代謝后排泌致腸道的生理性顯影。18F-黃連素衍生物兔荷VX2肌肉腫瘤模型PET/CT腫瘤靶向分子顯像的初步結果表明，18F-黃連素衍生物在生物活體內具有腫瘤靶向性分布特性。需進一步研究用高效液相色譜(HPLC)-質譜聯用技術進行有效分離、純化，獲得放射化學純度＞95%的18F-黃連素衍生物的方法，以滿足臨床PET/CT腫瘤靶向分子顯像要求。
8 前景展望
大量體外研究證明，黃連素通過抑制腫瘤細胞線粒體呼吸鏈等多種通路，誘導細胞凋亡，具有抗多種腫瘤細胞活性。我們用18F-黃連素衍生物兔荷VX2肌肉腫瘤模型PET/CT腫瘤靶向分子顯像方法，首次實現18F-黃連素衍生物在生物活體內腫瘤的“可視化”，驗證了“黃連素在生物活體內具有腫瘤靶向性分布”的假說。這些研究結果表明，18F-黃連素衍生物作為一種潛在的PET腫瘤靶向分子顯像劑，對癌癥的靶向治療、分子顯像及中藥現代化具有重要意義。