肿瘤热疗是继手术、放化疗、靶向治疗等治疗之后又一重要的肿瘤治疗手段。磁热治疗（MH）是一种新兴的热疗方法，因具有无创/微创性、高效性和良好的组织穿透性等优点而受到广泛关注，为恶性肿瘤实现高效、低不良反应精准医疗分子水平治疗提供了新手段，成为目前肿瘤治疗新的研究方向。实现MH需要磁性材料和适宜磁场，其中氧化铁纳米颗粒（IONs）由于其较高的生物相容性和加热能力而被广泛研究为MH剂。本文就磁性纳米氧化铁材料的研究进展及目前基于磁性纳米颗粒的磁性热疗协同抗肿瘤治疗的研究进展进行分析，综述磁热治疗这一前沿技术在肿瘤治疗中的潜在应用。

目的:利用狂犬病毒糖蛋白（RVG）修饰的外泌体与超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPION）构建神经靶向分子探针RVG-Exo-SPION，研究其表征及体外磁共振成像（MRI）效果。方法:构建RVG-Lamp2b质粒并转染HEK293细胞，提取膜表达RVG的外泌体，电穿孔与SPION合成磁性分子探针RVG-Exo-SPION。采用免疫印迹、透射电镜分析（TEM）、纳米粒径追踪分析（NTA）及体外毒性分析（CCK-8法）方法分别对分子探针外泌体膜蛋白表达、形状、尺寸和生物相容性进行分析和鉴定，并通过激光共聚焦成像、普鲁士蓝染色和MRI联合评估Neuro-2A细胞对分子探针的摄取能力。结果:双酶切法证明目的基因重组至pcDNA3.1质粒中，免疫印迹显示重组质粒被有效转染至HEK293细胞，外泌体标记蛋白CD9和CD63呈高表达。TEM显示修饰和电穿孔后的外泌体保持其正常的形状、尺寸和膜结构，外泌体电穿孔后能见到SPION的存在。NTA显示工程化的外泌体粒径分布窄，粒径分布峰值为140 nm。Neuro-2A细胞与1~100 mg/L不同浓度梯度的RVG-Exo-SPION共同孵育时，细胞的活力差异无统计学意义（均 P>0.05）。激光共聚焦显微成像分析显示外泌体能高效地进入细胞，线形图显示实验组荧光强度更高；普鲁士蓝染色验证了RVG-Exo-SPION对Neuro-2A细胞的靶向能力，靶向组的阳性细胞标记率明显高于对照组[（75.8±5.6）%比（19.1±2.5）%）， P<0.05]；体外MRI显示灰阶值在不同铁浓度（5、10、25、50、100 mg/L）之间有明显区别，且在Fe≥25 mg/L的浓度下易于识别。 结论:基于RVG修饰外泌体构建的磁性分子探针RVG-Exo-SPION在体外实验中具有较好的稳定性和神经靶向性，为进一步用于体内研究提供了可行性。

目的 采用多聚赖氨酸修饰的超顺磁性氧化铁(Polylysine coated superparamagnetic iron oxide,PLL-SPIO)纳米颗粒标记兔脂肪间充质干细胞(Adipose derived stem cell,ADSCs),探讨不同SPIO浓度及孵育时间对ADSCs标记率、存活率及细胞增殖率的影响,筛选SPIO标记ADSCs的最优标记条件.方法 用含不同浓度的SPIO(12、25、50 μg/mL)培养基培养第3代兔ADSCs,分别孵育不同时间(6、12、24、48 h),孵育完成后,普鲁士蓝染色计算细胞标记率;细胞毒性实验检测细胞存活率;根据细胞毒性实验结果筛选细胞存活率较大的6组细胞进行细胞增殖能力检测,检测细胞增殖率.结果 普鲁士蓝染色结果显示,各组细胞标记率及细胞内蓝染颗粒数量,随着SPIO浓度增大及孵育时间的延长而增多.细胞毒性实验结果显示,在较低SPIO浓度和较短孵育时间下,细胞存活率不受影响,且各组之间细胞存活率无明显差异,随着SPIO浓度增大及孵育时间延长,细胞存活率呈下降趋势,48 h时细胞存活率下降最明显.细胞增殖实验结果显示,实验组各组细胞增殖率,随SPIO浓度增大及孵育时间延长而降低;且细胞进入快速增长期后,实验组细胞增殖率与阴性对照组相比,均存在明显差异,其中12 μg/mL SPIO-6 h组和25 μg/mL SPIO-6 h组细胞增殖率与阴性对照组差异较其他各组小.结论 从细胞内SPIO颗粒含量及细胞标记率、存活率及增殖率几方面综合评价,25 μg/mL SPIO孵育6 h,是本研究所选出的PLL-SPIO 标记ADSCs的最优标记条件.

背景:磁响应水凝胶在骨组织工程中具有极大的优势,有利于微创、高效地促进成骨.目的:阐述磁响应水凝胶在骨组织工程领域的应用进展.方法:检索PubMed、Web of Science、万方和中国知网数据库检索相关文献,英文检索词为"Magnetic Hydrogels,Magnetic Nanoparticles,Superparamagnetic Nanoparticles,Fe3O4,SPIONs,Magnetic Fields,Bone Regeneration,Bone Repair,Bone Tissue Engineering";中文检索词为"磁性水凝胶、磁性纳米粒子、超顺磁性氧化铁纳米粒、磁场、氧化铁纳米粒、骨再生、骨重建、骨修复、骨组织工程",根据纳入与排除标准对所有文章进行初筛后,最终纳入60篇文章进行综述.结果与结论:①近年来由于磁性纳米粒子的出现,大量的磁响应支架材料被开发出来,其中,含有氧化铁纳米粒子和超顺磁性氧化铁纳米粒子的磁响应水凝胶力学性能突出、生物相容性良好,能够快速响应外部磁场,为种子细胞提供成骨所需的磁机械信号.②磁响应水凝胶可以作为载体精准调控生长因子的释放时机.③基于磁响应水凝胶的三维微环境培养平台下,磁响应水凝胶与细胞之间的界面磁力能够激活细胞表面敏感受体、增强细胞活性、促进新生骨质与宿主骨的整合.④可注射磁响应水凝胶能够应用于骨肿瘤的磁热疗以及生物成像领域.⑤目前,磁响应水凝胶有望模拟出天然骨组织中观察到的各向异性分层结构,然而关于磁响应水凝胶的研究大多集中于体外研究,与体内的局部微环境作用机制仍然不充分.⑥因此,目前基于磁性纳米粒子已经成功地应用于磁共振成像的示踪,未来有望在磁性纳米粒子的性能上优化,构建具有合适降解性能、机械性能和血管功能化的能够实时监测体内变化的磁响应水凝胶.

目的 探讨anti-EGFR-PEG-SPIO纳米分子探针对表皮生长因子受体(EGFR)高表达肺腺癌细胞的靶向性及利用MRI对其监测的可行性.方法 制备anti-EGFR靶向纳米分子探针(anti-EGFR-PEG-SPIO)及非靶向纳米分子探针(PEG-SPIO),行电镜(TEM)观察,并测量水合粒径及弛豫率等表征.之后将不同Fe浓度(0、10、20、40、60、80μg/ml)的anti-EGFR-PEG-SPIO和PEG-SPIO分别与H460细胞孵育2h后,进行体外MR成像,观察其T2WI信号强度及信号强度变化率.行H460细胞普鲁士蓝染色和电镜观察细胞摄取Fe情况.结果 不同Fe浓度anti-EGFR-PEG-SPIO及PEG-SPIO探针分别与H460细胞孵育2h后,前者显示H460细胞的信号强度随Fe浓度的升高而明显减低,Fe浓度为60 μg/ml时,相对于0、10、20、40、80 μg/ml,信号强度变化率约为58.2％、-82.7％、-94.4％和-98.3％;而后者显示H460细胞信号强度减低相对不明显.普鲁士蓝染色及TEM结果显示anti-EGFR-PEG-SPIO的H460细胞内可见大量铁颗粒沉积,而PEG-SPIO的肿瘤细胞内仅可见少量铁颗粒沉积.结论 自行制备的anti-EGFR-PEG-SPIO分子探针对H460肺腺癌细胞具有靶向效应,采用3.0T MR扫描仪可对其进行监测.

目的 研究在外加磁场作用下131I-VEGF siRNA/SPIO在人肝细胞癌移植瘤裸鼠体内的血液清除动力学及生物分布特性.方法 以Bolton-Hunter法使VEGF siRNA标记上131I,以氧化铁超顺磁性纳米颗粒(superparamagnetic iron oxide nanoparticles,SPIO)包裹131I-VEGF siRNA.以人肝细胞癌细胞株Hep G2细胞悬液臀部皮下注射建立人肝细胞癌移植瘤裸鼠模型.45只人肝细胞癌移植瘤裸鼠随机分成外加磁场组(尾静脉注射131I-VEGF siRNA/SPIO+肿瘤部位外加磁场)、非外加磁场组(尾静脉注射131I-VEGF siRNA/SPIO+肿瘤部位无外加磁场)及对照组(尾静脉注射131I-VEGF siRNA+肿瘤部位无外加磁场).然后进行:(1)血液清除动力学研究:三组人肝细胞癌移植瘤裸鼠(每组5只)尾静脉给药后,分别于0.5 h、1.0h、1.5 h、2.0 h、3.0h、4.0 h、6.0h、8.0h、10.0 h、12.0h时间点尾静脉采血20 μL,测量血样每分钟放射性计数(counts per minute,cpm)值并绘制放射性-时间曲线,计算血液半衰期;(2)体内生物分布研究:三组人肝细胞癌移植瘤裸鼠尾静脉给药1h后进行SPECT显像(每组5只)及MRI显像(每组5只),SPECT及MRI显像完毕,依次摘取移植瘤裸鼠肿瘤、皮肤、肌肉、骨、甲状腺、胃、小肠、大肠、肺、脾、性腺、肝、心、肾、膀胱等脏器称重并测量cpm值,然后计算各离体组织的％ID/g[即组织的放射性比活度(cpm/g)/注入标记物的放射性比活度(cpm/g)].结果 本研究分别以薄层层析硅胶板为载体、1∶1丙酮-生理盐水为展开剂和以新华一号滤纸为载体、1∶1甲醇-5％醋酸铵为展开剂测定131I标记VEGF siRNA的放化纯分别为81.15％和84.05％.外加磁场组、非外加磁场组及对照组移植瘤裸鼠的血液半衰期分别约为(2.27±0.14)h、(2.93±0.20)h和(3.06±0.23)h,外加磁场组半衰期小于其它两组(差异有统计学意义,P＜0.01).SPECT显像显示外加磁场组肿瘤局部明显放射性增浓,非外加磁场组及对照组肿瘤局部未见明显放射性增浓;尾静脉给药前后MRI T1WI显示外加磁场组肿瘤局部信号明显强化,非外加磁场组及对照组肿瘤局部信号未见明显强化;外加磁场组肿瘤组织的％ID/g分布较非外加磁场组及对照组的均明显增高(P＜0.01).结论 在外加磁场的作用下,以SPIO作为siRNA载体能够较成功地将131I-VEGF siRNA转导至人肝细胞癌移植瘤裸鼠臀部皮下的肿瘤部位,对进一步研究肝细胞癌的VEGF靶向治疗、基因治疗以及示踪体内基因转导均有重要的意义.

目的 探讨MRI活体示踪慢性脑缺血SD大鼠颅内移植聚乙二醇/聚乙烯亚胺修饰的超顺磁性氧化铁(PEG/PEI-SPIO)标记脂肪源性干细胞(ADSCs)的可行性.方法 将双侧颈总动脉永久性结扎6个月后的30只SD雌性大鼠分为PEG/PEI-SPIO标记干细胞移植组(n=15)及未标记干细胞移植组(n=15),向2组模型鼠右侧脑室注射入标记或未标记ADSCs悬液.于移植术后第7天、14天、21天每组各选取5只模型大鼠行颅脑MR成像,于T2-mapping图像上测量2组颞顶叶皮质、海马、小脑的T2值.之后处死动物,对脑组织进行普鲁士染色,于高倍镜下计数蓝染细胞数,对T2值和蓝染细胞数行统计学分析.结果 T2WI、T2* WI、SWI可见2组大鼠颞顶叶皮质及海马散在类圆形低信号区.移植后第14天,标记细胞移植组右侧颞顶叶皮质、右侧海马的T2值较未标记细胞移植组缩短(P=0.013、0.045).移植后第21天,标记细胞移植组右侧颞顶叶皮质T2值较未标记细胞移植组缩短(P=0.007).移植后第14天右侧颞顶叶皮质及右侧海马,第21天右侧颞顶叶蓝染颗粒数量2组间差异有统计学意义(P=0.029、0.043、0.032).结论 于大鼠侧脑室移植PEG/PEI-SPIO标记的ADSCs可向慢性脑缺血所致病变区域迁移;采用量化MRI活体示踪移植PEG/PEI-SPIO标记ADSCs,可评估慢性脑缺血模型大鼠脑内迁移和分布.

乳腺癌是女性最常患的恶性肿瘤之一,实现对乳腺癌原发性及转移性微小病灶的早期检测对于提高患者生存率具有重要的意义.研究表明,尿激酶受体(uPAR)在乳腺癌肿瘤细胞及肿瘤相关细胞中高表达而在正常组织细胞中低表达.通过将次氮基三乙酸(NTA)连接到超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPIO)表面,获得一种通用的磁共振成像(MRI)模块(SPIO-NTA).进而将uPAR天然配体尿激酶(uPA)的氨基末端片段(ATF)通过组氨酸标签(His tags)偶联到SPIO-NTA上,获得一种具有uPAR靶向性的MRI探针(SPIO-ATF).其γ-Fe2O3核心的直径小于10 nm,平均水合直径约为77 nm,Zeta电位约为-13 mV.蛋白凝胶电泳及考马斯亮蓝染色结果证明ATF被成功导入到SPIO上.细胞实验结果表明,SPIO-ATF与乳腺癌细胞4T1的结合量与细胞uPAR的表达量正相关,表明SPIO-ATF对4T1细胞具有良好的特异性结合能力,而这种结合是通过ATF与uPAR的相互作用介导的.另外,4T1细胞对SPIO-ATF的摄取具有浓度依赖性.在实验条件下,SPIO与SPIO-ATF都没有表现出明显的细胞毒性.通过研究构建一种可用于乳腺癌靶向诊断的新型MRI探针,从而为乳腺癌的早期诊断提供一种新策略.

目的 研究TAT-RGD (Arg-Gly-Asp)-超小超顺磁性氧化铁纳米粒子(USPIO)复合物对人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)的生物学作用,为肿瘤靶向治疗提供实验基础.方法 以经典1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐-N-羟基琥珀酰亚胺(EDC-NHS)偶联法合成TAT-RGD-USPIO粒子,以RGD-USPIO作为对照,将不同质量浓度2种粒子(5、10、50、100、500 μg/mL)与HUVEC孵育后,观察细胞的活性、细胞内铁颗粒沉积和细胞超微结构改变.结果 TAT-RGD-USPIO核心粒径大小为(12.4±0.9) nm,水合粒径为(36.2±0.5) nm.HUVEC存活率随孵育氧化铁粒子质量浓度增高而逐渐下降,具有明显的浓度依赖关系.孵育6h后,TAT-RGD-USPIO在质量浓度太于50 μg/mL时,比RGD-US-PIO显示出对HUVEC增殖有更强的抑制作用(P＜ 0.001).以50μg/mL质量浓度孵育24h后,细胞存活率降低到50％以下.TAT-RGD-USPIO组,胞浆内可见大量密集蓝色铁颗粒,同时细胞数目减少,形态皱缩,失去贴壁极性;电子显微镜下胞浆内见弥散纳米铁颗粒存在,还可见到大量内含USPIO的空泡样结构及细胞膜出泡现象.结论 以TAT-RGD修饰USPIO粒子,可以调控纳米材料进入细胞的效率,诱导细胞自噬,提高对肿瘤血管内皮细胞的特异性杀伤作用,有望进一步实现肿瘤靶向治疗.

目的:探讨载孕激素受体(PR)靶向聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)-超顺磁性氧化铁(SPIO)及全氟己烷(PFP)分子探针(PR-s-PFP/PLGA)的构建方法及其对乳腺癌细胞体外靶向结合的可行性.方法:制备s-PFP/PLGA纳米颗粒,检测s-PFP/PLGA纳米颗粒的直径和平均电位.细胞毒性实验不同浓度s-PFP/PLGA条件下检测各组细胞相对增殖率(RGR).观察不同浓度s-PFP/PLGA纳米颗粒的体外磁共振成像(MRI)、体外光声成像和体外超声成像,高强度聚焦超声(HIFU)检测s-PFP/PLGA纳米颗粒辐照后回声强度值.采用碳二亚胺法制备PR-s-PFP/PLGA探针,体外培养高表达PR的乳腺癌细胞株T-47d,将DiO绿色荧光标记的T-47d细胞分为靶向显像剂组、非靶向组和空白对照组,观察探针与各组细胞的结合情况.结果:透射电镜下s-PFP/PLGA呈球形,SPIO颗粒均匀分布在外壳上,平均粒径为(738.5±181.2)nm,平均电位为(-15.8±5.7)mV,并检测到明显光声信号.体外超声显像中s-PFP/PLGA纳米颗粒呈点状高回声,HIFU辐照后其回声强度值增大.s-PFP/PLGA纳米颗粒在T1加权图像上的信号得到增强.在激光扫描共聚焦显微镜下,靶向显像剂组被T-47d细胞吞噬的s-PFP/PLGA纳米颗粒发出红色荧光.结论:PR-SPIO-PLGA具有优良的理化性质及稳定性,生物安全性好,肿瘤靶向结合能力强.