血小板膜仿生纳米靶向探针的制备及体外寻靶实验研究

目的制备血小板膜仿生纳米靶向探针(PLT-RAP@NPs),探讨其在体外的免疫逃逸、靶向和黏附能力,以及联合超声靶向微泡释放技术(UTMD)后的载药释放情况。方法采用单乳化-溶剂挥发法合成纳米探针RAP@NPs,梯度离心-反复冻融法提取血小板膜囊泡,超声震荡法制备PLT-RAP@NPs,检测其粒径、表面电位及稳定性,观察其微观形态,计算其包封率和载药率,确定雷帕霉素(RAP)负载的最佳方案。DiI荧光染料分别标记聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA,DiI@PLGA组)和PLT@PLGA(PLT-DiI@PLGA组),用于模拟RAP@NPs、PLT-RAP@NPs进行体外寻靶实验的荧光强度检测;将其分别与巨噬细胞、泡沫细胞和内皮细胞共孵育2 h,观察DiI@PLGA组与PLT-DiI@PLGA组橙红色荧光强度,分析各细胞对DiI@PLGA和PLT-DiI@PLGA的吞噬、摄取和黏附能力。细胞增殖-毒性实验观察不同浓度RAP(3.00μg/ml、6.25μg/ml、12.50μg/ml、25.00μg/ml、50.00μg/ml、100.00μg/ml)的游离RAP、RAP@NPs和PLT-RAP@NPs对细胞增殖活性的影响。体外药物控释实验观察PLT-RAP@NPs联合UTMD后载药释放效果。结果本实验制备的PLT-RAP@NPs呈球形,大小均匀,表面覆盖薄膜,“核-壳”结构清晰,平均粒径(286.83±5.25)nm,平均表面电位-(15.60±5.04)mV。当100 mg PLGA负载3 mg RAP时,包封率为60.35%,载药率为2.18%。体外寻靶实验结果显示,巨噬细胞与纳米靶向探针共孵育2 h后,DiI@PLGA组橙红色荧光强度约为PLT-DiI@PLGA组3倍;泡沫细胞与靶向纳米探针共孵育2 h后,PLT-DiI@PLGA组橙红色荧光强度约为DiI@PLGA组4倍;内皮细胞与纳米靶向探针共孵育2 h后,PLT-DiI@PLGA组橙红色荧光强度较DiI@PLGA组增强。细胞增殖-毒性实验结果显示,随着RAP浓度增高,游离RAP中细胞增殖活性下降,而RAP@NPs和PLT-RAP@NPs中细胞增殖活性变化较小。体外药物控释实验结果显示,RAP@NPs和PLT-RAP@NPs中RAP均缓慢释放,72 h积累药物释放量分别为42.12%和33.74%,联合UTMD后积累药物释放量分别提升至75.57%和67.54%。结论成功制备PLT-RAP@NPs,其可抑制巨噬细胞吞噬、增强泡沫细胞摄取和提高内皮细胞黏附,从而实现免疫逃逸及靶向能力,联合UTMD可进行RAP靶向控释。

MR抗体靶向探针成像的研究进展

心血管系统疾病及恶性肿瘤是严重威胁人类健康的疾病。有临床症状的病人通常已处于疾病的中晚期阶段,不利于疾病的治疗,而且病人的预后不容乐观。因此,早期诊断并早期治疗对于疾病的发生、发展及预后至关重要。传统的放射学检查方法尚无法在疾病的早期阶段进行诊断。而分子成像在疾病早期诊断方面显示出巨大的潜力,就近年来MR靶向抗体探针在心血管系统疾病及肿瘤的分子成像研究中的合成、应用及进展予以综述。

靶向探针追踪Aβ25-35的亚细胞定位并基于Nrf2通路探讨阿里红多糖对线粒体损伤的保护机制

用靶向探针追踪淀粉样蛋白(Aβ25-35)的亚细胞定位情况,同时基于Nrf2信号通路探讨阿里红多糖组分(FOAPs-a)和(FOAPs-b)对Aβ25-35诱导的PC12细胞线粒体损伤通路的保护作用机制。采用40μmol/L Aβ25-35诱导PC12细胞建立阿尔茨海默病(AD)细胞模型,将PC12细胞分为空白组、模型组(加40μmol/L Aβ25-35)、阳性组(加50μmol/L盐酸多奈哌齐)、不同浓度的FOAPs-a和FOAPs-b干预组(各50、100、200μg/mL)。以靶向探针追踪Aβ25-35在各组PC12细胞中的亚细胞定位情况;通过试剂盒检测PC12细胞中活性氧自由基ROS的变化情况;Western blotting法测定细胞凋亡相关蛋白Bax及Bcl-2的表达量以及和Nrf2通路相关的Nrf2、APK1和磷酸化的APK1蛋白的表达情况。结果发现,Aβ25-35处理PC12细胞会影响线粒体的完整性;在200μg/mL FOAPs-a/b预处理PC12细胞后,能够显著缓解Aβ25-35对线粒体的损伤,同时使Aβ25-35的亚细胞共定位减弱;与空白组比较,模型组细胞中ROS含量增加,与模型组比较,FOAPs-a及FOAPs-b干预组均能降低ROS的沉积,差异有统计学意义;Western blotting结果显示:与模型组比较FOAPs-a及FOAPs-b均能减少APK1的磷酸化水平,上调Nrf2的蛋白表达水平。总之Aβ25-35可进入到PC12细胞的线粒体中引起其损伤,阿里红多糖组分能够通过激活Nrf2信号通路显著缓解Aβ25-35对PC12细胞线粒体的损伤。

宁波材料所在肿瘤靶向探针材料方面取得系列研究进展

中国科学院宁波材料技术与工程研究所纳米生物材料团队在肿瘤靶向探针材料设计及应用研究方面取得了系列进展。该团队与瑞典乌普萨拉大学研究团队以脑胶质瘤新靶点神经肽Y_(1)受体为着手点,设计出具有抗蛋白酶水解的D型[Asn^(28),Pro^(30),Trp^(32)]-NPY(25-36)(APT)作为高选择性Y_(1)新配体,经过分子对接计算及实验研究发现^(D)APT与Y_(1)受体形成的氢键数目相较L型多肽^(L)APT多2.5倍,且具有更强的结合性能。

原发性肝癌多模式生物成像及特异性靶向探针

原发性肝癌是发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一,严重威胁中国人民的生命安全和身体健康。因此,实现原发性肝癌的早期和精准诊断至关重要。临床上传统的影像学方法可以为肝癌提供形态学上的影像信息,但尚存在一定的局限性。多模式生物成像技术融合了各成像技术的优势,能获取更全面的诊断信息。结合肝癌特异性靶向探针,多模式生物成像技术较传统影像技术有更高的敏感度和特异度,不仅可以同时提供原发性肝癌的结构和功能信息,实现肝癌的精准诊断,还可在术中进行实时导航成像,指导原发性肝癌的术中决策。由此可见,多模式生物成像对原发性肝癌的临床诊疗具有重要意义。本文主要聚焦于原发性肝癌的多模式生物成像技术以及特异性靶向探针,综述了相关领域的研究现状。

荧光磁性碳点对卵巢癌细胞的靶向成像与检测

利用高温碳化法制备了荧光磁性钆掺杂碳点(Gd-CDs),其具有明亮的绿色荧光发射,荧光量子产率为32.6%,T1弛豫效率高达9.02 L·mmol^(-1)·s^(-1)。将Gd-CDs与卵巢癌特异性抗体Anti-HE4连接,得到的Anti-HE4/Gd-CDs纳米探针能对SKOV-3卵巢癌细胞进行特异性的荧光成像和T1加权成像,其荧光信号强度与SKOV-3的细胞浓度成正比,对SKOV-3细胞的检测限为658 cell·mL^(-1)。以该方法检测了血液样品中的SKOV-3细胞。

靶向纳米探针介导的近红外激光热疗

肿瘤靶向治疗的研究是当今生物医学界的研究热点。本研究采用整合素αvβ3单克隆抗体作为肿瘤靶向分子,以单壁碳纳米管(SWNT)作为运输裁体,同时利用单壁碳纳米管在近红外区的光吸收特性,开展靶向肿瘤光热治疗。实验结果表明,这种整合素αvβ3单抗标记的碳纳米管探针对高表达αvβ3的U87MG细胞具有高靶向选择性和靶向光杀伤性,能成为一种有潜力的靶向光热转换探针应用于新型肿瘤靶向治疗。

乳腺癌HER2靶向分子探针的制备及体外MRI初步研究

目的以乳腺癌表皮生长因子受体2(HER2)为靶点,制备以顺磁性粒子钆为载体的MR分子探针,通过MR靶向成像为乳腺癌个体化治疗提供影像学依据。材料与方法利用课题组前期制备的针对HER2的荧光标记探针FITC-LTVSPWY与钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)耦联获得MR靶向探针。以表达HER2阳性的人乳腺癌细胞SKBR3、MCF-7及HER2阴性的MDA-MB-231细胞为观察对象,加入靶向探针FITC-LTVSPWY-Gd-DTPA共同孵育作为实验组,细胞加入Gd-DTPA作为对照组,不添加任何探针的细胞作为空白组,利用MRI行体外细胞成像;T1WI序列采集图像,进行视觉分析与比较各组细胞MRI信号。结果细胞体外MRI结果显示,实验组细胞T1WI呈高信号,对照组与空白组细胞均呈等信号,且存在视觉差异。结论课题组构建的以HER2为靶点的MR分子探针具有良好的磁学特性,体外可以与HER2阳性乳腺癌细胞特异性地结合,为体内成像研究奠定了基础。

一种快速响应的线粒体靶向荧光探针用于检测活细胞和斑马鱼中的次氯酸盐

以香豆素为荧光团,设计并合成了一种线粒体靶向荧光探针Cou⁃Py,用于检测ClO^(-)。由于肟基在激发态的C=N异构化,Cou⁃Py表现出非常微弱的荧光,能够实现ClO^(-)促发的脱氧反应,在5 s内实现荧光恢复。此外,Cou⁃Py对ClO^(-)表现出高的选择性和低的检测限(6.87 nmol·L^(-1))。重要的是,Cou⁃Py已成功用于检测MCF-7细胞线粒体和斑马鱼幼虫中的ClO^(-)。

精子蛋白17靶向的小鼠肿瘤近红外荧光成像

目的人精子蛋白17(human sperm protein 17,Sp17)异常表达在一些恶性肿瘤细胞,可被用作肿瘤特异性分子诊断和治疗的靶点。文中将抗Sp17单克隆抗体与近红外染料偶联,制成高亲和力探针,用近红外成像技术对活体动物肿瘤靶点进行确认。方法用免疫组化技术证明,Sp17在肝细胞癌细胞系SMMC-7721及裸鼠皮下移植瘤组织高水平异常表达。将近红外染料吲哚花箐素衍生物(ICG-Der-02)与抗Sp17单克隆抗体(anti-Sp17 mAb)偶联,获得特异性探针。静脉注射至荷瘤小鼠体内,用光学成像系统进行活体实时肿瘤显像。结果 anti-Sp17-ICG-Der-02探针进入动物体内后,快速聚集到肿瘤部位,发出强烈的荧光信号。随着未结合染料逐渐排出体外,动物肝、肾等内脏器官的非特异荧光信号消褪,清晰显示出肿瘤的部位及大小,且可以持续至少7d。结论高亲和力探针anti-Sp17-ICG-Der-02对体内肿瘤特异性诊断有潜在应用价值。

核素标记IL-11分子探针的构建及MHCC97H肝癌显像的研究

目的:构建核素标记自主合成九环肽DTPA-c(CGRRAGGSC)的生物分子靶向探针,研究其在肝癌体内分布及细胞定位。方法:Western blot检测人肝癌细胞MHCC97H及人正常肝细胞7702白介素11受体(IL-11R)表达情况;进行标记探针与MHCC97H细胞荧光定位;确定99Tcm标记DTPA-c(CGRRAGGSC)最佳条件;观察标记探针99Tcm-DTPA-c(CGRRAGGSC)在MHCC97H肝癌模型鼠体内生物分布。结果:IL-11R表达量MHCC97H细胞是7702细胞的21倍;荧光实验证实DTPA-c(CGRRAGGSC)与MHCC97H细胞膜和胞浆特异性结合;99Tcm-DTPA-c(CGRRAGGSC)标记率>98%;瘤体给药后进行ECT显像,证实具有良好靶向性及稳定性。结论:核素及荧光标记九环肽可靶向特异性结合肝癌MHCC97H肿瘤模型。

四面体框架核酸对脑靶向肽分子的可控组装及性能

通过设计带手臂链的四面体框架核酸,组装1~3条肽段修饰的手臂链的互补链,以及组装不同种类的脑靶向肽修饰的互补链,比较其毒性、细胞靶向摄取,探讨肽链的数量和种类对四面体DNA纳米探针脑靶向的影响。结果发现,在100 nmol/L浓度范围内,探针无细胞毒性。细胞在不同时间段内对脑靶向Angiopep-2(ANG)肽链修饰的四面体探针的摄取量与单纯四面体比较有显著性差异(P<0.01),在与脑微血管内皮细胞bEnd.3细胞共孵育0.5 h,与脑胶质瘤细胞U87共孵育1 h,四面体框架核酸组装3条肽链被摄取的量明显比组装1条肽链的摄取量多(P<0.01),但在与细胞共孵育2 h后,组装不同数量肽的探针在细胞内的摄取量没有显著差异。除此外,组装相同数量的噬菌体展示肽TGN和细胞穿膜肽TAT后,组装肽的四面体探针细胞摄取量比单纯四面体细胞内显著升高(P<0.01),但3种肽链组装的四面体探针在bEnd.3中细胞摄取量并无显著差异。这些结果表明,肽链的数量可能影响短时间内细胞对其摄取的速率,但并不影响2 h后细胞对探针的摄取总量,这一发现可有效节省出四面体修饰位点,为四面体框架核酸的更多功能修饰提供借鉴,在修饰单个靶向肽延长作用时间达到靶向目的的同时,可增加其它位点的功能化修饰,使其结构功能最大化,而且DNA框架核酸还可以作为其它脑靶向肽TGN和TAT的载体。

上转换纳米粒子在细胞检测及肿瘤靶向治疗中的应用进展

上转换纳米粒子(UCNPs)具有发光谱窄、发光强度高、不产生自体荧光与光漂白、粒子本身无毒等优点。将UCNPs与特定抗体相结合形成的抗体-UCNPs轭合物具有靶向性,作为新一代荧光探针用于细胞的靶向检测。改变UCNPs的成分,可使UCNPs作为一种纳米载体,搭载特定化疗药物对肿瘤病灶进行靶向治疗;同时UCNPs还具有光热治疗和光动力治疗的性能,对肿瘤组织具有良好的协同治疗效果。

跟踪β-淀粉样肽聚集体的探针—1,4-二苯基三氮唑衍生物的合成

Aβ聚集体在大脑中的聚集与阿尔茨海默病的发生发展密切相关,Aβ聚集体的靶向探针对于阿尔茨海默病的诊断有着十分重要的意义。本文报道具有跟踪Aβ聚集体功能的探针——1,4-二苯基三氮唑衍生物的合成,从4-碘苯酚与4-氨基苯乙炔出发,经8步反应,以39%的总收率得到目标化合物1。本文以Salen-Cu(L1-Cu)及其类似物为催化剂,催化两步一锅法的Click反应构筑关键中间体9,并考察了不同的铜催化剂、反应温度与反应时间对Click反应的影响。发现以N,N’-双(2-羟基苄基)缩N,N’-二甲基-乙二胺合铜(II)(L2-Cu)为催化剂,在50℃下反应4 h,能以96%的收率完成反应。

分子影像学与纤维化(二):纤维化分子显像探针

纤维化或纤维化相关的细胞外基质异常聚集是组织慢性损伤的常见结果。由于无创早期诊断技术的敏感性和特异性偏低,而且缺乏无创的纵向评估纤维化疾病进展的方法,以及目前为止对于纤维化治疗的临床终点仍无定论,从而导致纤维化疾病临床管理进展受阻。因此,开发对纤维化和纤维化进程监测的无创性影像学新方法是满足临床需求的有效手段。笔者将以用于通过磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)和单光子发射计算机断层扫描(SPECT)对纤维化和纤维化进程监测为目的开发和使用的显像剂进行总结。

从宏观解剖到微观分子成像看糖尿病胰腺的可视化技术进展

胰腺作为分泌胰岛素的器官,随糖尿病(diabetes mellitus,DM)的发生、发展而产生相应病理改变,这其中可能蕴含着DM发病及进展的关键信息。除各种生化指标外,胰腺影像学也提供了反映DM胰腺的相关信息。超声、CT、磁共振及核医学成像技术,分别从胰腺外形、血流动力学信息、分子成像等方面实现非侵入性可视化DM患者胰腺。近年来,基于磁共振及核医学成像的β细胞成像技术取得了重大进展,尤其是利用核素标记胰高血糖素样肽-1受体靶向探针量化胰岛β细胞总数(β-cell mass,BCM)技术已初显成效,为胰岛BCM检测提供了先进的可视化方法。但受限于各类成像技术的应用条件且缺乏临床数据、判读标准和评估方法等,目前临床上仍无准确有效且安全性高的特异性评估DM胰腺成像方法。本文详细阐述了DM胰腺可视化技术的研究进展,以期为开发评估DM患者胰腺影像学工具提供参考。

USPIO在评价肿瘤微血管生成中的作用及其临床应用

肿瘤血管生成是肿瘤生长和转移的必要条件,传统的微血管密度计数方法有其局限性。动态增强MRI作为一种无创性的检查方法,可快捷、准确评价肿瘤血管生成情况且颇具发展前景。超小超顺磁性氧化铁颗粒（USPIO）在评价血流量、鉴别肿瘤良恶性、肿瘤分期、监测抗癌治疗反应以及鉴别术后复发与瘢痕方面都具有较大的应用价值,并且随着分子成像技术的发展,对肿瘤微血管生成的研究已经深入到受体和基因水平。

非变性牦牛骨胶原蛋白的提取与表征

三股螺旋结构是胶原蛋白的关键结构特征,胶原蛋白变性会破坏三股螺旋结构进而严重影响其生物功能。牦牛是高寒地区特有的半野生牛种,主要生活在我国的青藏高原。我们开发了一种温和的生物工艺,从牦牛骨中提取制备了高品质的牦牛胶原蛋白(Yak ossein,YO)。聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和圆二色谱(CD)结果表明,我们提取得到的为I型牦牛胶原蛋白,未发生降解,并且整体保持完整的三股螺旋结构。酶切实验进一步表明,提取的YO未发生变性,它可以有效抵抗胃蛋白酶的降解。同时,我们建立变性胶原蛋白的靶向结合实验,利用高特异性的荧光多肽探针来检测牦牛胶原蛋白的变性程度。该靶向探针对提取的YO完全没有结合能力,表明该YO为非变性胶原蛋白。细胞实验表明,YO对成纤维细胞有良好的粘附能力,并且可以显著促进其细胞增殖。

正电子分子影像探针在阿尔茨海默病诊断中应用研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)是一种起病隐匿、持续进展的神经退行性疾病,已成为继心血管疾病、肿瘤、卒中之后严重影响老年人生命健康的第4大危险因素[1]。AD的主要神经病理学变化是β-淀粉样蛋白(amyloidβ-protein,Aβ)聚集形成老年斑和异常过度磷酸化的Tau蛋白组成神经纤维缠结。Aβ级联假说是AD致病的主要假说之一,是指在AD进程中Aβ斑块作为始动因素会引起Tau蛋白过度磷酸化、小胶质细胞活化、神经递质紊乱、氧化应激等神经病理学变化[2]。

光声成像技术及其在原发性肝癌边界界定中的应用

持续慢性病毒感染是原发性肝癌（肝癌）发生、发展的主要原因[1].我国慢性乙型病毒性肝炎（乙肝）、丙型病毒性肝炎（丙肝）患者约为2000～3000万人,每年约50多万人死于乙肝导致的肝脏损害和肝癌.我国肝癌发病率居恶性肿瘤第4位,死亡率居第2位.