具有CT/NIRF双模态成像功能的金基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

2020-03-06

        干细胞已被证实可有效改善肺纤维化疾病，但对干细胞移植到体内后的命运和分布等还不是很清楚，极大限制了其在临床上的应用。因此我们团队前期研制了一系列金基CT示踪剂，利用CT成像技术，对移植干细胞的存活、分布和位置进行了实时示踪，并实现了移植干细胞长达23天的活体示踪 (Small, 2019, 15, 1904314；Nanoscale, 2019, 11, 20932-20941)。但是我们在研究过程中发现，CT成像的分辨率很高但检测灵敏度较低。因此，如果将CT成像技术与一种灵敏度较高的成像技术结合，将会获得更加丰富的示踪信息。

       据此，我们团队与东南大学医学院巢杰教授团队密切合作，在金纳米粒子表面偶联近红外荧光染料ICG，获得AA@ICG@PLL纳米示踪剂（图1），对肺纤维化小鼠体内移植干细胞进行CT/NIRF双模态示踪。这种纳米示踪剂能有效地被干细胞吞噬，且不会影响干细胞的增殖和分化能力。将AA@ICG@PLL纳米示踪剂标记骨髓间充质干细胞，利用高分辨率的CT信号和高灵敏度的近红外荧光信号，我们实现了移植干细胞长达21天的CT/NIRF双模态示踪。同时我们进一步证实了骨髓间充质干细胞在治疗肺纤维化过程中，通过抑制巨噬细胞活性而对受损肺组织产生抗炎、抗纤维化的作用。

       上述成果近期发表在国际学术期刊Journal of Materials Chemistry B上。东南大学巢杰教授课题组黄洁博士为第一作者，本课题组黄洁副研究员和硕士生宁欣宇参加了这项合作，东南大学巢杰教授和苏州纳米所张智军研究员为共同通讯作者。相关工作是在国家重点研发计划“干细胞与转化研究”专项以及国家自然科学基金等项目支持下完成的。

图1. Au@ICG@PLL纳米示踪剂的合成示意图。

Jie Huang, Jie Huang, Xinyu Ning, Wei Luo, Mengling Chen, Zhangyan Wang, Wei Zhang, Zhijun Zhang* and Jie Chao*. CT/NIRF dual-modal imaging tracking and therapeutic efficacy of transplanted mesenchymal stem cells labeled with Au nanoparticles in silica-induced pulmonary fibrosis. J. Mater. Chem. B, 2020, 8, 1713-1727.