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硼中子俘獲治療是一種治療手段，已用于治療癌癥，包括腦和頭頸部腫瘤。

為了通過BNCT進行有效治療，需要將高劑量的硼有效且選擇性地遞送至癌細胞。前列腺特異性膜抗原是前列腺癌成像和藥物遞送的目標。在這項研究中，我們將硼酸或碳硼烷官能團綴合到一個完善的PSMA抑制劑支架上，以將硼遞送至前列腺癌細胞和前列腺腫瘤異種移植模型。合成了八種含硼的PSMA抑制劑。所有這些化合物在競爭性放射性配體結(jié)合測定中均表現(xiàn)出對PSMA的強結(jié)合親和力。三種選擇的化合物1a，將1d和1f給予小鼠，并通過正電子發(fā)射斷層掃描成像和生物分布實驗證明了它們對Ga-PSMA-11攝取的體內(nèi)阻斷作用。生物分布分析表明，與常用的BNCT化合物4-borono-1-苯丙氨酸的比率相比，在22Rv1前列腺異種移植腫瘤中硼的攝取為4–7μg每克，并且腫瘤/肌肉的比率相似。綜上所述，這些數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過適當優(yōu)化后，PSMA靶向BNCT藥物在前列腺癌治療中具有潛在作用。

 硼中子俘獲治療是一種癌癥治療方法，其基礎是將含硼藥物選擇性攝取到癌細胞中，而不是正常細胞，然后選擇性中子束暴露于癌性區(qū)域。該輻照引發(fā)細胞毒性α顆粒和鋰離子的發(fā)射。釋放的高線性能量轉(zhuǎn)移α粒子只能在組織中傳播大約9μm的距離，大約是細胞的直徑。因此，它們的短程細胞毒性可以顯著改善腫瘤控制，同時保留周圍的正常組織。這種治療方法已成功用于患有原發(fā)性腦和頭頸部腫瘤的患者的治療。臨床上使用的BNCT試劑包括4-硼烷-1-苯丙氨酸和硼氫化鈉。然而，由于各種限制，包括相對較低的靶標與背景比例的硼標記治療劑結(jié)合，BNCT尚未成為大多數(shù)癌癥類型的護理治療方式的標準。

 PSMA靶向成像和治療劑的靶與背景之比高，再加上BNCT的高功效，表明硼標記的PSMA靶向劑可作為有效的BNCT劑。原則上，該方法可以將PSMA定向治療的高靶標與背景比的好處與中子束提供的空間定位相結(jié)合。因此，該方法可用于治療低轉(zhuǎn)移性前列腺癌，從而潛在地大程度地降低放射性核素的目標副作用，包括口干癥和骨髓抑制。已經(jīng)報道了硼標記的PSMA靶向劑，表征了其與酶的結(jié)合，并使用放射性碘標記的衍生物研究了其初始生物分布。但是，這些研究并未確定腫瘤中硼的吸收程度，這對于預測治療效果必不可少。假設，通過使用含硼的靶標特異性分子，與正常組織相比，PSMA在PCa細胞上的局部表達和增強表達可以使BNCT能夠?qū)⑴鸪浞智覂?yōu)先地遞送至PCa。設計了一系列針對PSMA的硼標記試劑，包括三種成分-基于尿素的PSMA結(jié)合基團，連接基團和含有1、10或20個硼原子的取代基。在這項研究中，我們報告了一系列針對PSMA的硼標記試劑的合成及其在生物分布測定中的初步體外和體內(nèi)評估。

含硼化合物1a–h的IC50值是通過在針對Ga-PSMA-11的競爭性放射性配體結(jié)合試驗中篩選而確定的。如先前報道的那樣，使用Ge/Ga發(fā)生器和手動合成模型合成Ga-PSMA-11，使用5μg前體，每批產(chǎn)量約10-35mCi。2-戊二酸是已知的PSMA抑制劑，已被選作陽性對照。將22Rv1細胞接種于48孔板中，然后在補充10％胎牛血清的RPMI1640培養(yǎng)基中進行測試之前48小時。當進行測定時，細胞數(shù)為每孔約250,000。除去生長培養(yǎng)基，并用PBS洗滌3次。將無血清RPMI1640中各種濃度的測試化合物與10μCi的Ga-PSMA-11一起添加到細胞中。將細胞在該緩沖液中于37°C孵育1小時。然后，通過移液管去除放射性介質(zhì)，將細胞用PBS洗滌兩次，然后添加250μL5NNaOH裂解細胞。將裂解物轉(zhuǎn)移到小瓶中，并使用Hidex伽瑪計數(shù)器對結(jié)合的放射性進行計數(shù)。IC50使用GraphPadPrism軟件通過非線性回歸確定值。

使用CellTiter-Glo試劑盒進行細胞毒性測定，以測量與各種濃度的化合物孵育后的細胞活力。將22Rv1細胞接種于96孔板中，然后在補充10％胎牛血清的RPMI1640培養(yǎng)基中測試之前48h。除去生長培養(yǎng)基，并用PBS洗滌3次。將各種濃度的被測化合物溶于PBS和空白溶液中，并加入細胞中。將細胞在該緩沖液中于37°C孵育4小時。然后，將100μLCellTiter-Glo緩沖液添加到每個孔中。將混合物在室溫下孵育15分鐘，并使用發(fā)光計測量發(fā)光。
　　 對于動物毒性實驗，對非腫瘤雄性無胸腺小鼠給予腹膜內(nèi)劑量的選定硼化化合物分級，以確定大耐受劑量，并監(jiān)測24小時。每個測試組包含兩只小鼠。如果動物表現(xiàn)出我們的IACUC指南概述的身體癥狀，則將動物安樂死。
　　 收集的器官也經(jīng)過ICP-OES分析，以測定總硼含量。如所預期的，當不施用硼化合物時，媒介物組導致組織中硼的吸收小。已知的BNCT化合物BPA在血液，腎臟，胰腺，尤其是肝臟中積累。對于1a，與1小時相比，血液中的硼含量從1小時的7.8微克/克的組織顯著降低到1.7微克/克的組織，表明該化合物的快速清除。腎臟吸收量大于肝臟吸收量，這表明主要是腎臟消除，這是基于其親水性所預期的。腫瘤對硼的攝取為4.1μg每克組織，這與肌肉中對硼的攝取相似。對于復合第1天，血液中的硼含量在4h時略有下降，從22.5降低至17.1μg每克組織，而在1h時，表明體內(nèi)的循環(huán)時間更長。在肝臟中比在腎臟中攝取更多，表明主要是肝膽清除。1小時內(nèi)腫瘤中的硼攝入量為4.4μg每克組織，類似于肌肉中的硼攝入量。但是，在4小時時腫瘤中的硼攝入量為4.2μg每克組織，比肌肉中的硼攝入量高2倍。對于化合物1f，從17.4到78.3μg每克組織的1小時相比，血硼含量在4h時顯著增加，這表明該化合物在小鼠體內(nèi)吸收緩慢，循環(huán)時間長。肝臟比腎臟吸收更多，再次提示肝膽清除率。腫瘤的硼攝取量在1h時為3.3μg每克組織，在4h時為3.4μg每克組織，低于肌肉中的硼攝取量。總體而言，疏水性更高的化合物1d和1f在血液中的循環(huán)時間更長。在BPA與化合物1d和1f之間觀察到相似的總腫瘤吸收，范圍為3.3至7.1μg每克，而化合物1a在4h時顯示出降低的腫瘤吸收。