硼中子俘获治疗是一种治疗手段，已用于治疗癌症，包括脑和头颈部肿瘤。

为了通过BNCT进行有效治疗，需要将高剂量的硼有效且选择性地递送至癌细胞。前列腺特异性膜抗原是前列腺癌成像和药物递送的目标。在这项研究中，我们将硼酸或碳硼烷官能团缀合到一个完善的PSMA抑制剂支架上，以将硼递送至前列腺癌细胞和前列腺肿瘤异种移植模型。合成了八种含硼的PSMA抑制剂。所有这些化合物在竞争性放射性配体结合测定中均表现出对PSMA的强结合亲和力。三种选择的化合物1a，将1d和1f给予小鼠，并通过正电子发射断层扫描成像和生物分布实验证明了它们对Ga-PSMA-11摄取的体内阻断作用。生物分布分析表明，与常用的BNCT化合物4-borono-1-苯丙氨酸的比率相比，在22Rv1前列腺异种移植肿瘤中硼的摄取为4–7μg每克，并且肿瘤/肌肉的比率相似。综上所述，这些数据表明，经过适当优化后，PSMA靶向BNCT药物在前列腺癌治疗中具有潜在作用。

 硼中子俘获治疗是一种癌症治疗方法，其基础是将含硼药物选择性摄取到癌细胞中，而不是正常细胞，然后选择性中子束暴露于癌性区域。该辐照引发细胞毒性α颗粒和锂离子的发射。释放的高线性能量转移α粒子只能在组织中传播大约9μm的距离，大约是细胞的直径。因此，它们的短程细胞毒性可以显着改善肿瘤控制，同时保留周围的正常组织。这种治疗方法已成功用于患有原发性脑和头颈部肿瘤的患者的治疗。临床上使用的BNCT试剂包括4-硼烷-1-苯丙氨酸和硼氢化钠。然而，由于各种限制，包括相对较低的靶标与背景比例的硼标记治疗剂结合，BNCT尚未成为大多数癌症类型的护理治疗方式的标准。

 PSMA靶向成像和治疗剂的靶与背景之比高，再加上BNCT的高功效，表明硼标记的PSMA靶向剂可作为有效的BNCT剂。原则上，该方法可以将PSMA定向治疗的高靶标与背景比的好处与中子束提供的空间定位相结合。因此，该方法可用于治疗低转移性前列腺癌，从而潜在地大程度地降低放射性核素的目标副作用，包括口干症和骨髓抑制。已经报道了硼标记的PSMA靶向剂，表征了其与酶的结合，并使用放射性碘标记的衍生物研究了其初始生物分布。但是，这些研究并未确定肿瘤中硼的吸收程度，这对于预测治疗效果必不可少。假设，通过使用含硼的靶标特异性分子，与正常组织相比，PSMA在PCa细胞上的局部表达和增强表达可以使BNCT能够将硼充分且优先地递送至PCa。设计了一系列针对PSMA的硼标记试剂，包括三种成分-基于尿素的PSMA结合基团，连接基团和含有1、10或20个硼原子的取代基。在这项研究中，我们报告了一系列针对PSMA的硼标记试剂的合成及其在生物分布测定中的初步体外和体内评估。

含硼化合物1a–h的IC50值是通过在针对Ga-PSMA-11的竞争性放射性配体结合试验中筛选而确定的。如先前报道的那样，使用Ge/Ga发生器和手动合成模型合成Ga-PSMA-11，使用5μg前体，每批产量约10-35mCi。2-戊二酸是已知的PSMA抑制剂，已被选作阳性对照。将22Rv1细胞接种于48孔板中，然后在补充10％胎牛血清的RPMI1640培养基中进行测试之前48小时。当进行测定时，细胞数为每孔约250,000。除去生长培养基，并用PBS洗涤3次。将无血清RPMI1640中各种浓度的测试化合物与10μCi的Ga-PSMA-11一起添加到细胞中。将细胞在该缓冲液中于37°C孵育1小时。然后，通过移液管去除放射性介质，将细胞用PBS洗涤两次，然后添加250μL5NNaOH裂解细胞。将裂解物转移到小瓶中，并使用Hidex伽玛计数器对结合的放射性进行计数。IC50使用GraphPadPrism软件通过非线性回归确定值。

使用CellTiter-Glo试剂盒进行细胞毒性测定，以测量与各种浓度的化合物孵育后的细胞活力。将22Rv1细胞接种于96孔板中，然后在补充10％胎牛血清的RPMI1640培养基中测试之前48h。除去生长培养基，并用PBS洗涤3次。将各种浓度的被测化合物溶于PBS和空白溶液中，并加入细胞中。将细胞在该缓冲液中于37°C孵育4小时。然后，将100μLCellTiter-Glo缓冲液添加到每个孔中。将混合物在室温下孵育15分钟，并使用发光计测量发光。
　　 对于动物毒性实验，对非肿瘤雄性无胸腺小鼠给予腹膜内剂量的选定硼化化合物分级，以确定大耐受剂量，并监测24小时。每个测试组包含两只小鼠。如果动物表现出我们的IACUC指南概述的身体症状，则将动物安乐死。
　　 收集的器官也经过ICP-OES分析，以测定总硼含量。如所预期的，当不施用硼化合物时，媒介物组导致组织中硼的吸收小。已知的BNCT化合物BPA在血液，肾脏，胰腺，尤其是肝脏中积累。对于1a，与1小时相比，血液中的硼含量从1小时的7.8微克/克的组织显着降低到1.7微克/克的组织，表明该化合物的快速清除。肾脏吸收量大于肝脏吸收量，这表明主要是肾脏消除，这是基于其亲水性所预期的。肿瘤对硼的摄取为4.1μg每克组织，这与肌肉中对硼的摄取相似。对于复合第1天，血液中的硼含量在4h时略有下降，从22.5降低至17.1μg每克组织，而在1h时，表明体内的循环时间更长。在肝脏中比在肾脏中摄取更多，表明主要是肝胆清除。1小时内肿瘤中的硼摄入量为4.4μg每克组织，类似于肌肉中的硼摄入量。但是，在4小时时肿瘤中的硼摄入量为4.2μg每克组织，比肌肉中的硼摄入量高2倍。对于化合物1f，从17.4到78.3μg每克组织的1小时相比，血硼含量在4h时显着增加，这表明该化合物在小鼠体内吸收缓慢，循环时间长。肝脏比肾脏吸收更多，再次提示肝胆清除率。肿瘤的硼摄取量在1h时为3.3μg每克组织，在4h时为3.4μg每克组织，低于肌肉中的硼摄取量。总体而言，疏水性更高的化合物1d和1f在血液中的循环时间更长。在BPA与化合物1d和1f之间观察到相似的总肿瘤吸收，范围为3.3至7.1μg每克，而化合物1a在4h时显示出降低的肿瘤吸收。