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 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.

将治疗性药物和成像组件集成于一个纳米平台内,构建兼具诊断和治疗功能的纳米颗粒(nanoparticles,NPs),实现肿瘤诊疗一体化是近年来纳米肿瘤学领域的研究热点.基于氧化铁(iron oxide,IO)的磁性纳米颗粒(magnetic nanoparticles,MNPs)是一种典型的诊治一体化性NPs,具有生物安全性高、超顺磁性及表面易于修饰和功能化等优点.MNPs不仅具有良好的载药能力,还具有T2W MR成像、磁靶向和磁热疗等功能,目前已广泛应用于肿瘤诊治一体化的研究中.本文对MNPs的结构,及其在肿瘤成像(T2W MRI成像联合T1W MRI、CT、光学、PET/SPECT和超声等双/多模态成像)以及肿瘤治疗[化疗、光动力治疗(photodynamic therapy,PDT)、光热治疗和磁热疗]等方面的研究进行综述.

目的:研究粒径对超顺磁性氧化铁(superparamagnetic iron oxide,SPIO)纳米颗粒T1和T2弛豫效能的影响,并选取超小粒径SPIO(ultra-small SPIO,USPIO)探究其作为磁共振T1-T2双增强对比剂在体内成像应用中的特点.方法:采用共沉淀法制备3种不同粒径的SPIO.测定样本基本理化性能和磁学特性,采用临床3.0T MRI成像仪,研究不同MRI序列下USPIO大鼠体内对比增强成像特点.结果:成功制备3种不同粒径的SPIO:[A:(14.14±4.94) nm;B:(28.30±7.65) nm;C:(93.81±33.01)nm],测得在不同磁场强度下的T1、T2弛豫效能.小粒径的SPIO纳米颗粒具有更低的r2/r1(0.5 T:2.14),是潜在的T1、T2双增强对比剂,且低磁场下具有更低的r2/r1,有利于T1增强显影.大鼠成像显示,USPIO在T2加权成像序列下能明显降低肝脏T2成像信号,在短TE的T1加权序列下能明显提高肝脏、心血管T1信号,具有较小分子对比剂更长的成像时间窗.结论:粒径是影响SPIO弛豫效能的重要参数,USPIO具有更低的rr2/R1比,是潜在的T1、T2双增强对比剂.

近廿年来,超顺磁性氧化铁纳米颗粒(superparamagnetic iron oxide nanoparticles,SPION)作为磁共振对比剂、干细胞示踪剂、细胞及基因等治疗物质载体,在心血管疾病诊断与治疗领域展现了广阔的应用前景和巨大的临床转化潜力,与此同时其安全性正日益引起重视.本文重点综述SPION在心血管领域的应用现状、安全性担忧和未来的展望.

本研究制备了粒径(18±2)nm的葡聚糖包裹的超顺磁性氧化铁纳米颗粒,作为磁共振T2造影剂,对兔关节软骨进行增强磁共振T2-Map成像,并分析注射前后24 hT2弛豫时间的变化,发现T2弛豫时间均下降.行组织病理学普鲁士兰染色,发现软骨基质及细胞内均有氧化铁纳米颗粒的存在,说明葡聚糖包裹超顺磁性氧化铁纳米材料可应用于关节软骨磁共振增强成像.