PET 应用于蛋白质功能分子显像
PET 应用于蛋白质功能分子显像主要体现在己糖激酶和葡萄糖转运蛋白表达显像、细胞增殖和内源性胸腺嘧啶激酶显像、胆碱激酶显像、生长抑制素等多肽受体显像及多药耐药 P-糖蛋白显像等 。
FDG 能用于己糖激酶和葡萄糖转运蛋白表达的 PET 显像 。现有资料表明，FDG摄取与葡萄糖转运蛋白 Glut 1 表达水平的相关性比与己糖激酶活性的相关性更好，测定 Glut 1 表达在疾病的鉴别诊断方面可能更有优势。此外，18F-3’-脱氧-3’-氟代胸腺嘧啶(FLT)是测定细胞增殖和内源性胸腺嘧啶激酶活性最常用的正电子显像剂，FLT 由核苷转运蛋白体转运到细胞内，在内源性胸腺嘧啶激酶作用下发生磷酸化，滞留于组织细胞中，用于多种肿瘤的鉴别诊断 。
PET 应用于基因表达分子显像基因表达
PET 分子显像是分子影像学最重要的前沿研究领域，在人类基因组计划诊断显像研究中占有十分重要的地位。基因表达 PET 显像主要包括反义 PET 显像(直接显像)和报告基因表达 PET 显像(间接显像)两种方法 [3, 7, 15, 16]。利用正电子核素标记某一特定序列的反义寡脱氧核苷酸(RASON)作为 PET 显像剂，经体内核酸杂交与相应的靶 mRNA结合，通过 PET 显像，显示基因异常表达组织，反映目标 DNA 转录情况 。反义 PET 显像是一种内源性基因表达显像，在这两种方法中尤为重要，但反义显像难度更大。报告基因表达显像又称转基因表达显像，其研究进展远比反义 PET 显像迅速。报告基因表达显像系统必须具备两个基本要素，即 PET报告基因和 PET 报告探针(显像剂)。PET 报告探针常用的正电子放射性核素为 124I 和 18F，其中以 18F最为常用。报告基因表达 PET 显像技术又分为酶介导报告基因表达 PET 显像系统和受体介导报告基因表达 PET 显像系统两类 。对于酶介导 PET 显像系统，其报告基因表达的蛋白质产物是一种酶，报告探针是正电子放射性核素标记酶底物，其作用机制为底物与特异性酶作用发生磷酸化或脱胺基反应。
PET 应用于受体分子显像
受体 PET 显像(直接显像)是分子影像学研究的重要领域 。研究较多的受体系统有多巴胺能神经系统、5-羟色胺能神经系统(包括羟色胺能受体显像和 5-羟色胺能转运蛋白显像)、乙酰胆碱能受体、肾上腺素能受体、苯并二氮卓受体、阿片受体、雌二醇受体等 ，其中研究最多的是多巴胺能神经系统。
