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纳米氧化铁(SPIO)在细胞标记中的应用进展

人阅读 发布时间:2018-05-28 15:26

随着分子生物学和细胞工程技术的发展,如干细胞移植等治疗已在动物模型和部分临床试验中得到证实认可。是经过体外培养提纯的干细胞,我们要如何才能知道它在移植体内后的生长、增殖和分化等一系列的情况呢?事实上,这是一个医学难题。因此,寻求一种长期稳定、安全无毒且直观不影响组织细胞形成能力的标记方法,一直是众多研究者所要探寻的。        

目前已探寻知晓的包括核磁共振法在内的,还有同位素示踪法、抗原标记法、荧光染料标记法等。相较于核磁共振法的温和,其他干细胞标记方法需要病理组织学等侵袭性手段检测显得更为粗暴。核磁共振法在用纳米氧化铁(SPIO)标记细胞后,通过MRI扫描监测和追踪我们便可以直接准确的非侵入性的检测病情。  

MRI成像具有非侵害性,高精确性等优良特点。在使用磁对比时可以提供精确的图像分析,现已是细胞定位的一种重要侦测手段。而在造影剂的选择上,超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPIONs)超小超顺磁性氧化铁纳米颗粒(USPIONs),以其超顺磁性、低毒性、良好的生物相容性和在外加磁场下的定向移动等特点备受瞩目。以纳米氧化铁颗粒的磁性特点与 MRI 成像相结合标记和示踪细胞,是一种高效的细胞定位方法。有众多研究者在过往的研究中得到证明,以纳米氧化铁颗粒标记,用 MRI 扫描监测追踪,在做病理实验时,我们能动态的观察整个实验过程,非常适合做临床研究。           
       

Reddy1等用 SPIO 标记兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)后移植入兔脑缺血区域,用MRI定期示踪到迁移的标记干细胞,并得到组织学的证实。Jin等将 SPIO 标记的兔 BMSCs 注射到兔膝关节关节软骨缺损模型中,在随后的 12 周内 MRI 检测都可以观察到兔膝关节内的信号减低区,病理切片证实损伤软骨内可以观察到标记的干细胞。云南省第一人民医院孟增东3博士等用 SPIONs 体外标记兔骨髓充质干细胞以及用 MRI 示踪检测,证实采用质量浓度为 25mg/l 的 SPIO 联合 0.75mg/l 的多聚赖氨酸标记兔 BMSCs 具有较好地安全性和有效性,对细胞的生长活性没有影响,不影响 BMSCs 的成骨成脂分化能力;MRI 扫描在 T2*WI 序列上能明显有效地显像 SPIO 标记的兔 BMSCs。
在最近的十多年里,纳米氧化铁颗粒被广泛的应用于生物科学和临床研究领域,包括目的载药递送系统,目的基因递送系统以及用于辅助治疗高热症等5。大量的科研用及商用的 SPIO 产品也随即应运而生,并得到广泛应用。如 FerumoxtranResovistUSIPO-30等。其中 Ferumoxtran-10 被报道用于对 I 型糖料病患者胰岛细胞炎症进行增强造影,由 FDA 在 2005 年批准使用6USPIO-30 这类造影剂除了可以用于细胞标记体内示踪实验外,还具有众多优点如血液半衰期长(可达 30min 以上),有良好的静脉造影效果,网状内皮系统特异性,可以做 T1、T2 加权成像等。
     
上海羧菲生物是一家专注于发展纳米材料及生物医学医药技术的高科技创新型公司,其公司产品,除了自家研发制备的 USIPO-30、介孔氧化硅、磁珠等,另外如 Ferumoxtran、Resovist 等一些进口生物检测领域纳米材料都有在售。
 
1、Reddy AM, Kwak BK, Shim HJ, et al. In vivo tracking of mesenchymal stem cells labeled with a novel chitosan-coated duperparamagnetic iron oxide nanoparticles using 3.0T MRI. J Korean Med Sci. 2010;25(2):211-219.
2、Jin XH, Yang L, Duan XJ, et al. In vivo MR imaging tracking of supermagnetic iron-oxide nanoparticle-labeled bone marrow mesenchymal stem cells injected into intra-articular space of knee joints: experiment with rabbit. Jiont Bone Spine. 2009;76(1):118- 120.
3、猛增东  中国组织工程研究 第 16 卷 第六期 2012/02/05 骨髓间充质干细胞标记及示踪技术的研究与发展
4、孙江森  中国组织工程研究   第 16 卷   第六期  2012/02/05  骨髓间充质干细胞标记及示踪技术的研究与发展
5、GagliaJL,Guimaraes AR,Harisinghani M,et a1.Noninvasive imaging of
pancreatic islet inflammation in type 1 A diabetes patients.J Clin Invest. 2011;121(1):442045.
6、金旭红  生物医学工程学杂志   第 29 卷   第一期  2012/02  超顺磁性氧化铁标记对骨髓间充质干细胞多向分化诱导的影响  

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