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生物型核磁共振成像納米探針問世！
2025年04月03日 14:55:49
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：6711
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研究員王俊峰團(tuán)隊開發(fā)了高靈敏度、高靶向性的生物型核磁共振成像納米探針。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》(Advanced Science)上。
近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研究員王俊峰團(tuán)隊依托穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)裝置磁性測量系統(tǒng)，構(gòu)建了用于非酒精性脂肪肝早期肝纖維高效診斷的生物型核磁共振成像(MRI)納米探針。該技術(shù)有望提升醫(yī)學(xué)影像的靈敏度和特異性，為癌癥早期診斷、神經(jīng)系統(tǒng)疾病監(jiān)測及個性化治療提供更精準(zhǔn)的工具。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》(Advanced Science)上。
近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，人們生活方式日益多樣化，一系列疾病也隨之而來。其中，非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)已成為包括我國在內(nèi)的全球第一大慢性肝臟疾病，并且是普通成人健康體檢肝臟酶學(xué)異常的首要原因。若不及時干預(yù)，非酒精性脂肪肝病或引發(fā)炎癥和纖維化，可能發(fā)展為非酒精性脂肪性肝炎，甚至進(jìn)一步發(fā)展為肝硬化或肝癌。肝纖維化是肝損傷的異常修復(fù)反應(yīng)，早期診斷和干預(yù)可延緩甚至逆轉(zhuǎn)病程。
MRI作為無創(chuàng)影像檢測技術(shù)，可檢測早中期肝纖維化，但因病變早期范圍局限、信號變化小，傳統(tǒng)T?/T?加權(quán)成像靈敏度有限，并受到肝臟解剖結(jié)構(gòu)及偽影干擾。目前，MRI探針分為兩類：基于Gd/Mn對比劑，如靶向I型膠原的Gd螯合物，具備較高特異性；基于無機(jī)納米材料，其縱向弛豫率和成像對比度優(yōu)于傳統(tǒng)Gd-DTPA。但現(xiàn)有探針仍面臨Gd離子泄漏、代謝安全性欠佳及靶向性不足等問題。因此，開發(fā)高靈敏度MRI探針，對提高肝纖維化診斷至關(guān)重要。
研究團(tuán)隊基于此前仿生礦化技術(shù)成果，以生物礦化的牛血清白蛋白為模板，設(shè)計并開發(fā)了高靈敏度、高靶向性的T1-T2雙模態(tài)磁共振成像納米探針。該探針針對以肝星狀細(xì)胞激活和血小板衍生生長因子受體β(PDGFRβ)過表達(dá)為特征的早期肝纖維化。磁測量結(jié)果表明這一探針具有良好的磁性。探針在MRI測試中具有優(yōu)異的r1和r2弛豫率，在體外和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中均呈現(xiàn)出雙模態(tài)成像特點(diǎn)。PDGFRβ特異性肽段修飾在蛋白質(zhì)納米籠表面，因此雙模態(tài)納米探針在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中能夠精確靶向并結(jié)合活化的肝星狀細(xì)胞，提升了檢測早期纖維化的能力。
研究顯示，與單模態(tài)造影劑相比， T1-T2雙模態(tài)成像技術(shù)能夠更清晰地顯示纖維化區(qū)域。T1加權(quán)成像通過增強(qiáng)信號強(qiáng)度，使得纖維化區(qū)域在圖像中更突出；T2加權(quán)成像通過降低周圍組織的信號強(qiáng)度，增強(qiáng)纖維化區(qū)域與鄰近正常組織之間的對比度。這種雙模態(tài)方法克服了單模態(tài)造影劑的局限性，在早期病變檢測方面具有優(yōu)勢。同時，T1和T2信號的互補(bǔ)性降低了偽影或噪聲導(dǎo)致的誤診可能性。進(jìn)一步，研究利用7T MRI，使T1和T2圖像在1小時內(nèi)疊加，實(shí)現(xiàn)了纖維化特定區(qū)域的精確定位，提升了早期纖維化診斷的速度、準(zhǔn)確性和精度。該探針在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出優(yōu)異的生物相容性。
生物型核磁共振成像納米探針的研發(fā)成功，使診斷和干預(yù)早期非酒精性脂肪性肝病成為可能。隨著技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化升級，將有望為更多疾病提供個性化治療方案，為人民健康安全保駕護(hù)航。
素材來源：合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
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