金基CT纳米示踪剂用于评价间充质干细胞治疗肺损伤的研究取得进展

2019-09-19

       肺纤维化疾病是一种常见的进行性和致命性肺间质疾病，其主要特点是成纤维细胞过度地增殖和细胞外基质的过度沉积，从而导致正常的肺组织结构和功能被破坏。其发病机制尚不清楚，目前缺乏有效的治疗药物。据文献报道，间充质干细胞可以在受损组织部位被激活，通过旁分泌产生抑制纤维化和凋亡现象的基本因子，刺激宿主祖细胞修复肺损伤。但干细胞移植体内后的位置、分布及其存活状态尚不清楚。因此，急需开发一种非侵入性且可视化的影像技术，对体内移植干细胞的命运和分布等进行研究，从而有效指导干细胞对肺纤维化的治疗。

       据此，张智军研究团队将金纳米颗粒与PEG和穿膜肽(TAT)偶联，构建了一种新型CT纳米示踪剂(Au@TAT)，利用其对间充质干细胞进行标记，同时结合荧光素酶报告基因(RfLuc)，对肺纤维化小鼠体内移植干细胞进行CT/BLI双模态示踪（图1）。该工作利用Micro-CT影像技术高穿透深度和高空间分辨率的特点，借助生物发光(BLI) 技术高灵敏度以及可识别活细胞的优势，精确定位移植体内的活干细胞，实现对治疗过程中肺部移植干细胞的高灵敏度、实时示踪，并初步探讨了干细胞参与肺纤维化疾病治疗的再生机制（图2）。

       上述成果近期在国际学术期刊Small在线发表。课题组硕士生鲍红英为第一作者，张智军研究员与黄洁副研究员为共同通讯作者。相关工作是在国家重点研发计划“干细胞转化专项”以及国家自然科学基金等项目支持下完成的。

Hongying Bao, Yuyang Xia, Chenggong Yu, Xinyu Ning, Xiaoyun Liu, Han Fu, Zhongjin Chen, Jie Huang,* and Zhijun Zhang*. CT/Bioluminescence Dual-Modal Imaging Tracking of Mesenchymal Stem Cells in Pulmonary Fibrosis. Small, published online, Sept, 29, 2019. DOI: 10.1002/smll.201904314.

图 1. 外源性Au@TAT纳米示踪剂结合内源性RfLuc报告基因双重标记hMSCs，通过CT/BLI双模态示踪移植干细胞在肺纤维化模型鼠体内的分布、迁移、存活。

图2. (A) 移植入肺纤维化小鼠肺部组织的双标记hMSCs在移植后第1、4、7、10天的体内Micro-CT图像和BL图像；(B) 双标记hMSCs移植后第7天在肺部的3D CT图像；(C) RBITC-Au@TAT和RfLuc双标记hMSCs的荧光图像，绿色荧光和红色荧光分别表示EGFP表达的hMSCs和纳米示踪剂RBITC-Au@TAT；(D) 肺组织切片的马松染色和 (E)羟脯氨酸定量分析。