梁高林課題組研制成功新型釓納米顆粒T2核磁共振造影劑
2019年3月25日，國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《Nano Letters》正式在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院梁高林教授課題組的研究成果，文章標(biāo)題為《γ-Glutamyltranspeptidase Triggered Intracellular Gadolinium Nanoparticle Formation Enhances the T2-Weighted MR Contrast of Tumor》。該文章報(bào)導(dǎo)了一種由γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶（GGT）誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)原位組裝釓納米顆粒的策略并實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)磁場(chǎng)下腫瘤的橫向（T2）磁共成像增強(qiáng)（ Nano Lett. 2019, DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b05154）。
γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶普遍存在于哺乳動(dòng)物細(xì)胞和細(xì)菌的膜上，參與內(nèi)源性谷胱甘肽的代謝和細(xì)胞內(nèi)半胱氨酸水平的平衡，在維持細(xì)胞的氧化還原平衡中發(fā)揮重要作用。此外，GGT可能通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的氧化還原代謝以促進(jìn)腫瘤的發(fā)展、入侵和耐藥。報(bào)道表明，許多惡性腫瘤如肝癌、宮頸癌、卵巢癌和乳腺癌中都有過(guò)度表達(dá)的GGT。作為一種重要的生物標(biāo)志物，GGT的特異性檢測(cè)可以用于癌癥的早期診斷。磁共振成像（MRI）具有非侵入性、高穿透深度以及優(yōu)良的空間分辨率，在深層腫瘤的診斷中有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。但是，MRI的靈敏度很低，通常需要造影劑來(lái)增強(qiáng)正常組織與病理組織的成像對(duì)比度。釓造影劑在臨床上用于軟組織的縱向（T1）磁共振成像。有趣的是，梁高林課題組發(fā)現(xiàn)釓納米結(jié)構(gòu)在高強(qiáng)磁場(chǎng)下（9.4 T）可以用作一種新型T2磁共振造影劑。因此，他們?cè)诒竟ぷ髦性O(shè)計(jì)了一種可以在細(xì)胞內(nèi)自組裝形成納米顆粒的釓小分子探針。該小分子探針在進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程中被細(xì)胞膜上的GGT特異性剪切，然后在細(xì)胞內(nèi)被谷胱甘肽還原，通過(guò)CBT-Cys點(diǎn)擊縮合反應(yīng)在細(xì)胞內(nèi)自組裝形成釓納米顆粒（見下圖）。與中科院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心鐘凱研究員課題組合作，在9.4 T下小鼠腫瘤活體磁共振成像結(jié)果表明，相比于對(duì)照組，這種原位GGT特異性誘導(dǎo)的釓納米顆粒顯著增強(qiáng)了小鼠腫瘤的T2加權(quán)磁共振成像信號(hào)。這種新型的T2磁共振造影劑有望未來(lái)應(yīng)用于臨床上γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶相關(guān)疾病（包括癌癥）的診斷。
該論文的共同第一作者為中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院博士生海子娟（目前為安徽大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)研究院副教授）和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院碩士生倪艷菡。共同通訊作者為中科院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心鐘凱研究員和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)系梁高林教授。
該項(xiàng)目研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、基金委創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目和面上項(xiàng)目的資助。
附文章鏈接：http://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.8b05154
（化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院、科研部）
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