益平台 | ⁸⁹Zr标记的干细胞活体组织分布研究
文摘
科学
2024-09-18 07:30
江苏
干细胞作为细胞治疗的主角，在器官修复和组织再生中发挥着重要作用，具有广阔的应用前景。干细胞还可以构建特定的疾病模型，常被用于疾病研究和新药开发。常用于研究的人类干细胞主要有3种类型：胚胎干细胞(ESCs)、成体干细胞(ASCs)和诱导性多能干细胞(iPSCs)。目前常用的细胞标记及示踪方法众多，主要分为两大类，即直接细胞标记法和间接细胞标记法[2]。- 直接标记法通常是在体外用不同的显像剂直接标记细胞；
- 间接标记法则是依赖于将一个报告基因转染到细胞中，整合的报告基因在活细胞中转录和翻译，最终转化为功能酶、受体或光学活性蛋白，然后表达的产物被可成像的显像剂靶向结合。
直接细胞标记法不需要对细胞进行其他修饰，对细胞的影响较小，操作简单。89Zr由于具有较长的半衰期（3.27d）而受到广泛的应用，使用89Zr直接标记干细胞，可以通过PET成像对其标记的细胞进行长期监测，可以很好地观察到细胞在体内的分布及迁移情况。
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原理：8-羟基喹啉（oxine）具有高脂溶性，作为89Zr的载体，可通过被动扩散透过细胞膜，89Zr-Oxine进入细胞后，oxine流出，89Zr留在细胞内与胞质结合。![]()
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原理：DFO可与金属离子Zr4+进行络合，拥有极好的体外稳定以及良好的体内稳定性，将89Zr-DFO与细胞共同孵育，DFO可以与细胞膜表面的氨基结合。![]()
将89Zr-DFO与干细胞共同孵育，89Zr-DFO可以与细胞膜表面蛋白游离的氨基相结合形成共价键，从而完成细胞标记。89Zr-oxine标记的人骨髓间充质干细胞（hMSCs）显示出与未标记的hMSCs相似的凋亡水平，说明89Zr-oxine标记对hMSCs的凋亡水平没有明显影响。![]()
图6 89Zr-oxine标记的hMSCs凋亡水平测定结果[4]89Zr-oxine标记的hMSCs与未标记的hMSCs一样具有分化为脂肪细胞（图7-A、C）和成骨细胞的能力（图7-E、G），说明89Zr-oxine标记对hMSCs的成脂及成骨细胞分化能力没有影响。![]()
图7 89Zr-oxine标记的hMSCs成脂及成骨分化能力的测定结果[4]89Zr-oxine标记的hMSCs表现出和未标记的hMSCs相同的细胞表型，即阳性表达CD73、CD90和CD105抗原，阴性表达CD14、CD19、HLA-DR、CD34和CD45抗原，说明89Zr-oxine标记对hMSCs的细胞表型没有影响。![]()
图8 89Zr-oxine标记的hMSCs表型的测定结果[4]利用Micro-PET活体成像系统观察细胞在动物体内的组织分布和迁移特征，可以实现同一只动物多个时间点的重复扫描，大大减少了动物的使用数量，实现了同一只动物在不同时间点分布的自身对照，并且对于进一步了解细胞移植后的命运及其治疗疾病的作用机制具有重要意义。![]()
图9 SD大鼠尾静脉注射89Zr-Oxine标记干细胞后的活体成像图片![]()
图10 SD大鼠心肌注射89Zr-Oxine标记干细胞后的活体成像图片- 多样品标记经验 益诺思放射性同位素平台拥有不同样品的放射性同位素标记经验，包括：蛋白，多肽，高分子材料，小分子，干细胞，外泌体，纳米制剂等，涉及的部分核素种类包括：3H、14C、125I、99mTc、55F、59Fe、18F、68Ga、90Y、177Lu、103Pd
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[1]Blau, H. M., & Daley, G. Q. (2019). Stem Cells in the Treatment of Disease. The New England journal of medicine, 380(18), 1748–1760.[2]Abousaway, O., Rakhshandehroo, T., Van den Abbeele, A. D., Kircher, M. F., & Rashidian, M. (2021). Noninvasive Imaging of Cancer Immunotherapy. Nanotheranostics, 5(1), 90–112.[3]Fischer G, Seibold U, Schirrmacher R, Wängler B, Wängler C. (89)Zr, a radiometal nuclide with high potential for molecular imaging with PET: chemistry, applications and remaining challenges. Molecules. 2013 Jun 3;18(6):6469-90.[4]Wang S, Wang Y, Xu B, et al. Biodistribution of 89Zr-oxine-labeled human bone marrow-derived mesenchymal stem cells by micro-PET/computed tomography imaging in Sprague-Dawley rats. Nucl Med Commun. 2022;43(7):834-846.上海益诺思生物技术股份有限公司成立于2010年，是国药集团下属中国医药工业研究总院有限公司的控股子公司。秉承“科学引领、质量唯先、诚信敬业、合作共赢”的核心价值观，以创新促发展、以质量求生存、以信誉赢客户、以管理创效益，公司先后通过NMPA的GLP认证、美国FDA的GLP检查、OECD成员国荷兰政府的GLP认证，AAALAC认证及美国病理学会的CAP认证等，是一家专业的提供生物医药非临床研究服务为主的综合研发服务（CRO）企业。业务范围覆盖早期成药性评价、非临床药效学研究、非临床药代动力学研究、非临床安全性评价研究、临床生物样本分析、生物标志物与转化研究等领域。公司于2024年9月3日在上海证券交易所科创板成功上市（股票简称：益诺思，股票代码：688710）。
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