Scientific Reports:一種新型、智能、腫瘤靶向的磁共振造影劑

2020-12-25 生物谷

1月3日，國際學術期刊Scientific Reports在線發表了中國科學技術大學梁高林教授課題組和中山大學腫瘤防治中心李立課題組的合作研究成果，文章標題為Controlled intracellular self-assembly of gadolinium nanoparticles as smart molecular MR contrast agents。該文章報導了一種新型、智能、腫瘤靶向的磁共振造影劑的研製，並在腫瘤模型小鼠上驗證了其優異的腫瘤靶向成像效果。

核磁共振顯像（MRI）是目前臨床上普遍使用的一種功能影像方法，此技術對檢測組織壞死、局部缺血及各種病變具有獨特的優勢。因其具有較高的解析度，在臨床醫學上對疾病早期診斷也顯示出巨大的應用前景。目前臨床使用的磁共振造影劑大都為小分子，採用納米材料作為載體用來裝載造影劑以提高生物組織局部的造影劑濃度已經成為研究熱點。然而，基於納米材料的這類造影劑除了要克服製備方面的技術難度外，還要面對低攝取和靶向難等問題。

繼利用梁高林博士發展出的一個獨特的縮合反應平臺成功研製出第一代磁共振造影劑後，該課題組此次與中山大學腫瘤中心和南京大學金陵醫院合作，成功研製出第二代腫瘤靶向智能磁共振造影劑。該技術把兩個用於縮合反應的官能團設計到一個含Gd的磁性小分子上，在腫瘤細胞內的還原劑和高表達的蛋白酶作用下，小分子化合物發生縮合反應生成多聚體，兩親性的多聚體在腫瘤細胞內自組裝成磁性納米粒子，從而產生大大高於小分子單體的MRI信號。

論文第一作者為中國科大博士生曹春豔和中山大學博士生沈瑩瑩。該項目研究得到國家自然科學基金，安徽省傑出青年科學基金和中國科大重要方向項目培育基金的資助。(生物谷Bioon.com)

Controlled intracellular self-assembly of gadolinium nanoparticles as smart molecular MR contrast agents

Chun-Yan Cao,1 Ying-Ying Shen,2 Jian-Dong Wang,3 Li Li2 & Gao-Lin Liang1

Herein we developed a new 「smart」 Gd-based MR contrast agent (i.e., 1) which is susceptive to furin, a protease overexpressed in tumor. Under the action of furin, 1 condenses to form dimers (1-Ds) and the latter self-assemble into gadolinium nanparticles (Gd-NPs). Relaxivity of 1-D is more than 2 folds of those of 1 and magnevist at 1.5 T, and 1.4 folds of that of 1 at 3 T. Intracellular condensation of 1 in furin-overexpressed MDA-MB-468 cells was proven with direct two-photon laser microscopy (TPLM) fluorescence imaging of the cells incubated with the europium analog of 1 (i.e., 2). Intracellular Gd-NPs of 1 were uncovered and characterized for the first time. MRI of MDA-MB-468 tumors showed that 1 has enhanced MR contrast within the tumors than that of its scrambled control 1-Scr.

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