苏州纳米所张智军研究团队在金基CT纳米示踪剂用于肺纤维化治疗过程中移植干细胞的示踪研究取得进展

  肺纤维化疾病是一种常见的进行性和致命性肺间质疾病，其主要特点是成纤维细胞过度地增殖和细胞外基质的过度沉积，从而导致正常的肺组织结构和功能被破坏。其发病机制尚不清楚，目前缺乏有效的治疗药物。据文献报道，间充质干细胞可以在受损组织部位被激活，通过旁分泌产生抑制纤维化和凋亡现象的基本因子，刺激宿主祖细胞修复肺损伤。但干细胞移植体内后的位置、分布及其存活状态尚不清楚。因此，急需开发一种非侵入性且可视化的影像技术，对体内移植干细胞的命运和分布等进行研究，从而有效指导干细胞对肺纤维化的治疗。
  据此，张智军研究团队将金纳米颗粒与PEG和穿膜肽(TAT)偶联，构建了一种新型CT纳米示踪剂(Au@TAT)，利用其对间充质干细胞进行标记，同时结合荧光素酶报告基因(RfLuc)，对肺纤维化小鼠体内移植干细胞进行CT/BLI双模态示踪（图1）。该工作利用Micro-CT影像技术高穿透深度和高空间分辨率的特点，借助生物发光(BLI) 技术高灵敏度以及可识别活细胞的优势，精确定位移植体内的活干细胞，实现对治疗过程中肺部移植干细胞的高灵敏度、实时示踪，并初步探讨了干细胞参与肺纤维化疾病治疗的再生机制（图2）。
  上述成果近期在国际学术期刊Small在线发表。课题组硕士生鲍红英为第一作者，张智军研究员与黄洁副研究员为共同通讯作者。相关工作是在国家重点研发计划“干细胞转化专项”以及国家自然科学基金等项目支持下完成的。
  Hongying Bao, Yuyang Xia, Chenggong Yu, Xinyu Ning, Xiaoyun Liu, Han Fu, Zhongjin Chen, Jie Huang,* and Zhijun Zhang*. CT/Bioluminescence Dual-Modal Imaging Tracking of Mesenchymal Stem Cells in Pulmonary Fibrosis, Small, Sept, 29, 2019. DOI: 10.1002/smll.201904314.

图1. 外源性Au@TAT纳米示踪剂结合内源性RfLuc报告基因双重标记hMSCs，通过CT/BLI双模态示踪对肺纤维化模型鼠体内的移植干细胞进行示踪。

图2. (A) 移植入肺纤维化小鼠肺部组织的双标记hMSCs在移植后第1、4、7、10天的体内Micro-CT图像和BL图像；(B) 双标记hMSCs移植后第7天在肺部的3D CT图像；(C) RBITC-Au@TAT和RfLuc双标记hMSCs的荧光图像，绿色荧光和红色荧光分别表示EGFP表达的hMSCs和纳米示踪剂RBITC-Au@TAT；(D) 肺组织切片的马松染色和 (E)羟脯氨酸定量分析。