加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員在使用磁共振成像技術(shù)從正常組織中選擇非常小的腫瘤方面取得了很大進(jìn)展。研究結(jié)果于5月25日發(fā)表在《自然納米技術(shù)》雜志上。
在磁共振成像(MRI)中產(chǎn)生信號(hào)的化學(xué)探針可用于靶向和成像腫瘤。這項(xiàng)新研究基于一種叫做磁共振調(diào)諧的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象發(fā)生在兩個(gè)納米級(jí)磁性元件之間。一個(gè)用于增強(qiáng)信號(hào)，另一個(gè)用于抑制信號(hào)。先前的研究表明，淬火取決于磁性元素之間的距離。這為利用磁共振成像對(duì)各種生物過(guò)程進(jìn)行無(wú)創(chuàng)、靈敏的研究提供了新的可能。
加州大學(xué)戴維斯分校的研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種探針，它將產(chǎn)生兩個(gè)相互抑制的磁共振信號(hào)，直到它們到達(dá)目標(biāo)，此時(shí)它們都將增加腫瘤和周圍組織之間的對(duì)比度。他們稱之為雙向磁共振調(diào)諧(TMRET)。
結(jié)合專門開發(fā)的影像分析軟件，雙信號(hào)技術(shù)使研究人員能夠在靈敏度大大提高的小鼠模型中選擇腦腫瘤。
加州大學(xué)戴維斯醫(yī)學(xué)院和綜合癌癥中心生物化學(xué)和分子醫(yī)學(xué)副教授李元培說(shuō)：“這是一個(gè)重大進(jìn)展。”"這可能有助于發(fā)現(xiàn)非常小的早期腫瘤."
兩個(gè)磁性元件
加州大學(xué)戴維斯分校團(tuán)隊(duì)開發(fā)的探針包含兩種成分：超順磁性氧化鐵(SPIO)納米顆粒和嗜鉻-順磁性錳(P-Mn)，它們被包裹在脂質(zhì)膜中。SPIO和P-Mn都在核磁共振成像上發(fā)出強(qiáng)而獨(dú)立的信號(hào)，但只要它們?cè)谖锢砩峡拷@些信號(hào)往往會(huì)相互抵消或抑制。當(dāng)顆粒進(jìn)入腫瘤組織時(shí)，脂肪囊破裂，SPIO和磷錳分離，兩種信號(hào)都出現(xiàn)。
李的實(shí)驗(yàn)室專注于核磁共振探頭的化學(xué)，并開發(fā)了一種處理數(shù)據(jù)和重建圖像的方法，他們稱之為雙對(duì)比增強(qiáng)減影成像(DESI)。然而，由于他們?cè)谖锢頇C(jī)制方面的專業(yè)知識(shí)，他們聯(lián)系了加州大學(xué)戴維斯分校物理系的劉凱教授和尼古拉斯庫(kù)洛教授(劉現(xiàn)在在喬治敦大學(xué))。物理學(xué)家?guī)椭U明TMRET方法的機(jī)理，改進(jìn)技術(shù)。
研究人員在大腦和前列腺癌細(xì)胞以及小鼠的培養(yǎng)物中測(cè)試了這種方法。對(duì)于大多數(shù)MRI探頭，腫瘤發(fā)出的信號(hào)強(qiáng)度是正常組織的兩倍——“腫瘤與正常之比”為2或更小。使用新的雙對(duì)比劑納米探針，李和她的同事可以獲得高達(dá)10的腫瘤與正常的比率。
李表示，研究團(tuán)隊(duì)有興趣將研究成果轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用，盡管在申請(qǐng)批準(zhǔn)新的研究藥物之前，這需要做大量工作，包括毒理學(xué)測(cè)試和擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
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