[發(fā)明專利]寬熒光光譜和MRI雙影像功能微球示蹤間充質(zhì)干細(xì)胞及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710455964.9
• 申請(qǐng)日: 2017-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107228848B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱裕友;徐虹;張琦;李偉;胡劍;唐翠松;湯光宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海市第十人民醫(yī)院
• 主分類號(hào): G01N21/64
• 分類號(hào): G01N21/64;G01N24/08
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 楊慧林

本發(fā)明涉及一種寬熒光光譜和MRI雙影像功能微球示蹤間充質(zhì)干細(xì)胞，間充質(zhì)干細(xì)胞內(nèi)吞有寬熒光光譜和MRI雙影像功能微球，寬熒光光譜和MRI雙影像功能微球包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的各組分：聚合物70?99.9％，熒光素0.05?20％，釓劑0.05?10％；聚合物為聚乙丙交酯?聚乙二醇共聚物或聚苯乙烯。本發(fā)明還公開(kāi)了上述間充質(zhì)干細(xì)胞在制備骨缺損修復(fù)和/或骨質(zhì)疏松疾病的示蹤劑和/或治療劑中的應(yīng)用。本發(fā)明的微球能提供寬熒光光譜和MRI雙影像功能，減少動(dòng)物體內(nèi)應(yīng)用時(shí)的自體背景熒光的干擾，將所制微球與間充質(zhì)干細(xì)胞共培養(yǎng)，制得寬熒光光譜和MRI雙影像功能微球示蹤間充質(zhì)干細(xì)胞，并用于骨缺損、骨質(zhì)疏松性骨缺損的修復(fù)和治療。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米熒光探針和干細(xì)胞技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種寬熒光光譜和MRI雙影像功能微球示蹤間充質(zhì)干細(xì)胞及應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前，骨質(zhì)疏松癥、骨質(zhì)疏松性骨折等疾病已經(jīng)受到廣泛關(guān)注的全球性公共健康問(wèn)題，早期準(zhǔn)確的診斷、合理的治療以及治療效果監(jiān)測(cè)對(duì)預(yù)防或降低骨質(zhì)疏松導(dǎo)致的脆性骨折至關(guān)重要。骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病機(jī)理尚不明確，一般認(rèn)為是由于骨穩(wěn)態(tài)平衡被打破，破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞數(shù)目和功能失衡，骨吸收大于骨形成，而最終引起骨質(zhì)疏松。骨質(zhì)疏松癥常伴間充質(zhì)干細(xì)胞增殖和成骨分化能力的下降，成骨細(xì)胞成骨能力降低。從而導(dǎo)致骨量減少，局部出現(xiàn)骨質(zhì)疏松性骨缺損。

人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)由新生兒臍帶分離培養(yǎng)，來(lái)源豐富，取材方便。體外培養(yǎng)、體內(nèi)植入均有多向分化潛能、增殖分化能力強(qiáng)、免疫原性低等特性，是骨組織工程中修復(fù)骨缺損的理想種子細(xì)胞。

近年來(lái)，尋求植入體內(nèi)的人間充質(zhì)干細(xì)胞標(biāo)記和示蹤方法，并且辨別受體中人間充質(zhì)干細(xì)胞的生存情況，仍然是當(dāng)今觀察和評(píng)估干細(xì)胞應(yīng)用于骨缺損修復(fù)的熱點(diǎn)研究問(wèn)題。大量研究表明將人間充質(zhì)干細(xì)胞植入活體內(nèi)，促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化，改善骨質(zhì)疏松部位的骨結(jié)構(gòu)，有效修復(fù)疾病、創(chuàng)傷導(dǎo)致的骨或軟骨缺損，在未來(lái)骨質(zhì)疏松癥的治療中有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

目前，具有優(yōu)良光學(xué)特性并且運(yùn)用于光學(xué)成像的納米材料包括金納米顆粒、量子點(diǎn)、多孔二氧化硅納米顆粒、納米碳管、聚合物熒光微球等，其中熒光微球示蹤的優(yōu)越性在于：穩(wěn)定形態(tài)結(jié)構(gòu)，粒徑分布集中(50-300nm)；穩(wěn)定而高效的發(fā)光效率；具有優(yōu)良的生物降解性和生物相容性；小分子熒光素體內(nèi)代謝率大大降低。因此，熒光微球示蹤在分子影像技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注和高度重視。

熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)是指在供體(Donor)基團(tuán)受到激發(fā)后，偶極子介導(dǎo)的能量從供體轉(zhuǎn)向受體(Acceptor)，光子未曾介入該過(guò)程，因此這一過(guò)程是非輻射性的。在供體分子被激發(fā)后，如果受體分子與供體分子距離合適(小于10nm)，處于激發(fā)狀態(tài)下的供體會(huì)將能量轉(zhuǎn)移給受體，誘使受體激發(fā)，在這個(gè)轉(zhuǎn)移過(guò)程中，不會(huì)涉及到光子的發(fā)射和重新吸收。常用的熒光素如香豆素、吖啶橙、羅丹明、藻紅蛋白之間能依次發(fā)生FRET效應(yīng)，已被廣泛應(yīng)用于熒光探針等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種寬熒光光譜和MRI雙影像功能微球示蹤間充質(zhì)干細(xì)胞及應(yīng)用，本發(fā)明的微球能提供寬熒光光譜和MRI雙影像功能，減少動(dòng)物體內(nèi)應(yīng)用時(shí)的自體背景熒光的干擾，將所制微球與間充質(zhì)干細(xì)胞共培養(yǎng)，可對(duì)其進(jìn)行示蹤，并用于骨缺損、骨質(zhì)疏松性骨缺損的修復(fù)和治療。本申請(qǐng)中，熒光光譜即為公知的熒光發(fā)射光譜。

本發(fā)明提供了一種寬熒光發(fā)射光譜和MRI雙影像功能微球示蹤間充質(zhì)干細(xì)胞，間充質(zhì)干細(xì)胞內(nèi)吞有寬熒光發(fā)射光譜和MRI雙影像功能微球，寬熒光光譜和MRI雙影像功能微球包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的各組分：聚合物70-99.9％，熒光素0.05-20％，釓劑0.05-10％；聚合物為聚乙丙交酯-聚乙二醇共聚物或聚苯乙烯。微球的粒徑為50-300nm。