《ACS Pharmacology & Translational Science》：Effect of a Negatively Charged Amino Acid Linker on the Tumor-Targeting Properties of [177Lu]Lu-Labeled 4-p-(Tolyl)butyric Acid-Conjugated Alpha-Melanocyte-Stimulating Hormone Peptides
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本文聚焦于黑色素瘤靶向診療領域，探討了如何通過引入帶負電荷的天冬氨酸(Asp)或谷氨酸(Glu)連接子來優化放射性核素標記肽[1??Lu]Lu-DOTA-Lys(p-TBA)-GGNle-CycMSHhex的藥代動力學特性。研究發現，相較于直接連接或使用Glu連接子的肽，引入Asp連接子的肽（[1??Lu]Lu-Asp-p-TBA）不僅保持了高黑素皮質素1受體(MC1R)親和力，還能顯著提升腫瘤/腎臟、腫瘤/肝臟攝取比，并在注射后2小時清晰顯像黑色素瘤病灶。這為開發更高效的黑色素瘤靶向放射診療一體化探針提供了關鍵設計思路。
研究背景與目標
黑色素瘤是一種侵襲性皮膚癌，針對黑素皮質素1受體(MC1R)的靶向治療是重要研究方向。為提高靶向肽的治療指數，研究者常引入白蛋白結合劑以延長其血液循環時間。此前研究已證實，將白蛋白結合劑4-p-(甲苯基)丁酸(p-TBA)或布洛芬(IBU)連接到靶向肽骨架(GGNle-CycMSHhex)上，可改善腫瘤與正常器官（如腎臟）的攝取比。本研究旨在進一步探究，在白蛋白結合劑(p-TBA)與肽骨架之間插入一個帶負電荷的氨基酸連接子（天冬氨酸，Asp，或谷氨酸，Glu）是否會進一步影響其MC1R結合親和力、生物分布和腫瘤靶向性能。
研究方法與材料
研究合成了三種肽：DOTA-Lys(p-TBA)-GGNle-CycMSHhex（p-TBA，直接連接）、DOTA-Lys(Asp-p-TBA)-GGNle-CycMSHhex（Asp-p-TBA）和DOTA-Lys(Glu-p-TBA)-GGNle-CycMSHhex（Glu-p-TBA）。隨后，用1??Lu對其進行放射性標記，制備出[1??Lu]Lu-p-TBA、[1??Lu]Lu-Asp-p-TBA和[1??Lu]Lu-Glu-p-TBA。
研究內容包括：1) 使用B16/F10黑色素瘤細胞評估三種非標記肽的MC1R競爭性結合親和力，計算IC50值；2) 評估標記肽的放射化學純度、血清穩定性及在B16/F10細胞上的特異性結合能力；3) 在荷B16/F10黑色素瘤的C57BL/6NCrl小鼠模型中，系統研究三種放射性肽在注射后0.5、2、4、24小時的生物分布特性；4) 利用單光子發射計算機斷層掃描/計算機斷層掃描(SPECT/CT)評估[1??Lu]Lu-Asp-p-TBA的腫瘤顯像能力。
研究結果
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MC1R結合親和力：三種肽對MC1R均表現出納摩爾級的高親和力，但存在顯著差異。Asp-p-TBA親和力最高(IC50= 0.03 ± 0.03 nM)，其次為直接連接的p-TBA (IC50= 0.5 ± 0.09 nM)，而Glu-p-TBA親和力最低(IC50= 7.2 ± 0.07 nM)。
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放射性標記與特性：所有1??Lu標記肽的放射化學純度均>95%，在小鼠血清中4小時內穩定性>95%。細胞結合實驗證實，三種肽在B16/F10細胞上的結合均具有MC1R特異性，其中[1??Lu]Lu-Asp-p-TBA和[1??Lu]Lu-Glu-p-TBA的特異性結合率超過90%。
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生物分布特性：
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腫瘤攝取：在注射后2小時和4小時，[1??Lu]Lu-Asp-p-TBA的腫瘤攝取(%ID/g)最高（45.24 ± 1.72 和 31.30 ± 2.85），其次是[1??Lu]Lu-p-TBA，[1??Lu]Lu-Glu-p-TBA最低。所有肽的腫瘤攝取均可被未標記的競爭肽顯著阻斷，證明為受體介導。
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正常器官攝取與清除：三種肽在血液、腎臟和肝臟中的攝取模式不同。整體上，[1??Lu]Lu-p-TBA（直接連接）的血漿存留時間最長，腎臟和肝臟攝取也最高。而[1??Lu]Lu-Glu-p-TBA從血液中清除最快。引入Asp連接子后，[1??Lu]Lu-Asp-p-TBA在顯著提升腫瘤攝取的同時，其肝臟攝取水平與不含白蛋白結合劑的對照肽([1??Lu]Lu-DOTA-GGNle-CycMSHhex)相當。
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關鍵攝取比：在所有時間點，[1??Lu]Lu-Asp-p-TBA都展現出最高的腫瘤/肝臟和腫瘤/腎臟攝取比，這是評估靶向治療安全性與有效性的關鍵指標。例如，在注射后2小時，其腫瘤/肝臟和腫瘤/腎臟比值分別為26.93和4.62，顯著優于其他兩種肽。
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腫瘤顯像：SPECT/CT顯像結果表明，注射[1??Lu]Lu-Asp-p-TBA后2小時，B16/F10黑色素瘤病灶即可被清晰可視化。
結論
本研究成功證明，在白蛋白結合劑p-TBA與MC1R靶向肽之間插入帶負電荷的氨基酸連接子，能夠顯著調節肽的生物分布特性。特別是，使用天冬氨酸(Asp)作為連接子構建的[1??Lu]Lu-Asp-p-TBA，在三種肽中展現出最優異的綜合性能：最高的MC1R結合親和力、最高的腫瘤攝取，以及最高的腫瘤/肝臟和腫瘤/腎臟攝取比。這種結構上的細微調整（從直接連接到引入Asp連接子）不僅沒有犧牲腫瘤靶向能力，反而通過優化藥代動力學，降低了對關鍵劑量限制器官（肝臟、腎臟）的非靶向暴露，從而有望提高治療的安全窗。此外，其快速、清晰的腫瘤顯像能力也支持其作為診療一體化探針的潛力。這些發現強調了連接子設計和電荷在優化基于肽的放射性藥物中的關鍵作用，為開發下一代高效、低毒的黑色素瘤靶向放射治療藥物提供了重要的實驗依據。
