智能19F MRI納米探針的研究取得重要進(jìn)展
2014年12月29日，國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《ACS Nano》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、強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心王俊峰課題組和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院胡兵教授課題組的合作研究成果，文章標(biāo)題為《Controlled Intracellular Self-Assembly and Disassembly of 19F Nanoparticles for MR Imaging of Caspase 3/7 in Zebrafish》。該文章報(bào)導(dǎo)了一種新型、智能、靶向的19F磁共振造影劑的研制，并在構(gòu)建有凋亡模型的斑馬魚上驗(yàn)證了其優(yōu)異的靶向成像效果（ACS Nano, DOI: 10.1021/nn5062657）。
19F在體內(nèi)極低的背景信號(hào)使得19F MRI具有很高的靈敏度和特異性，而核磁成像技術(shù)的強(qiáng)穿透性及無損等優(yōu)點(diǎn)也使得19F MRI的研究得到越來越多的關(guān)注。人們希望能夠發(fā)展出高效靈敏，準(zhǔn)確無害的臨床19F MRI手段以早期診斷病癥及監(jiān)測(cè)病癥的治療效果。但也正是由于19F在體內(nèi)的含量極低，好的成像效果通常需要高劑量的19F MRI探針來提供足夠的信號(hào)。這就增加了檢測(cè)過程中的毒性，并需要耗費(fèi)大量的化合物。因此發(fā)展出“智能的”策略來降低化合物劑量卻能得到靶向部位的高的19F局部濃度是十分有必要的。
梁高林教授課題組首次提出了利用生物兼容性良好的小分子自發(fā)在體內(nèi)組裝，然后在目標(biāo)位置靶向解組裝產(chǎn)生19F NMR/MRI信號(hào)的策略。利用這種策略，不但大大提高了19FNMR/MRI信號(hào)的強(qiáng)度，靈敏度和準(zhǔn)確性，而且降低了19F探針?biāo)鑴┝?。這將會(huì)為19F NMR/MRI領(lǐng)域的發(fā)展提供一個(gè)嶄新的方向。該策略利用梁高林博士發(fā)展出的一個(gè)獨(dú)特的縮合反應(yīng)平臺(tái)（Nat. Chem. 2010, 2: 54-60），設(shè)計(jì)出一種智能19F NMR/MRI探針。該探針在胞內(nèi)還原氛圍下會(huì)引發(fā)分子間的縮合反應(yīng)形成二聚體，二聚體堆積自組裝生成的19F 納米粒子引發(fā)19F NMR/MRI信號(hào)的關(guān)閉，然后在凋亡細(xì)胞中高表達(dá)酶Casp3的剪切下，納米粒子解組裝，同時(shí)19F NMR/MRI信號(hào)也會(huì)被打開。這個(gè)19F信號(hào)“關(guān)－開”的過程可以用來依次檢測(cè)體內(nèi)外的谷胱甘肽和的Casp3的活性（見下圖）。該策略已經(jīng)成功應(yīng)用于細(xì)胞及凋亡斑馬魚的體內(nèi)Casp3成像，也將會(huì)在腫瘤的療效診斷上有著極大的應(yīng)用前景。
該論文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)院博士生袁月、強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心副研究員孫紅賓和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士生葛舒超。
該項(xiàng)目研究得到蘇州納米科技協(xié)同創(chuàng)新中心、國(guó)家自然科學(xué)基金（21375121, 91127036, U1332142, 21103199, U1332136）和校重要方向項(xiàng)目培育基金（WK2060190018）的資助。
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