一種基于pH響應(yīng)的移植干細(xì)胞CT示蹤劑的制備方法及應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于pH響應(yīng)的移植干細(xì)胞CT示蹤劑的制備方法及應(yīng)用，涉及新材料技術(shù)領(lǐng)域。示蹤劑由異硫氰酸熒光素分子修飾的細(xì)胞穿透肽、pH響應(yīng)性聚合物和金納米例子組成；制備時(shí)包括在金納米粒子表面依次修飾pH響應(yīng)性聚合物和細(xì)胞穿透肽。本發(fā)明專利技術(shù)提供的示蹤劑包含具有較強(qiáng)細(xì)胞膜穿透能力的CPP，實(shí)現(xiàn)示蹤劑對(duì)干細(xì)胞的高效率標(biāo)記；弱酸性環(huán)境響應(yīng)的PSD，減緩細(xì)胞對(duì)示蹤劑的外排速度和程度，實(shí)現(xiàn)長期示蹤和減少偽信號(hào)干擾的效果。蹤和減少偽信號(hào)干擾的效果。蹤和減少偽信號(hào)干擾的效果。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于pH響應(yīng)的移植干細(xì)胞CT示蹤劑的制備方法及應(yīng)用


[0001]本專利技術(shù)屬于新材料
，特別是涉及一種基于pH響應(yīng)的移植干細(xì)胞CT示蹤劑的制備方法及應(yīng)用。

技術(shù)介紹

[0002]特發(fā)性肺纖維化(IPF)是一種進(jìn)行性的惡性肺間質(zhì)疾病，患者預(yù)后很差，確診后的中位生存期僅3
?
5年，五年的死亡率超過60％，當(dāng)前除肺移植外尚無有效治療手段。多項(xiàng)臨床研究表明干細(xì)胞移植能夠有效緩解IPF的疾病進(jìn)程，有望成為IPF治療新方法。但是該治療方案在臨床轉(zhuǎn)化過程中仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。其中一點(diǎn)是缺乏有效手段對(duì)移植干細(xì)胞進(jìn)行實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)示蹤，監(jiān)控干細(xì)胞在體內(nèi)發(fā)揮治療作用過程，從而導(dǎo)致無法及時(shí)進(jìn)行治療效果評(píng)估和相應(yīng)的醫(yī)療干預(yù)，因此難以解釋干細(xì)胞治療過程中臨床前研究和臨床研究結(jié)果不一致、個(gè)體治療效果差異明顯等現(xiàn)象。在當(dāng)前的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，主要通過疾病癥狀改善或者緩解來評(píng)估干細(xì)胞移植治療效果，但這通常需要較長時(shí)間，因而難以對(duì)治療過程進(jìn)行及時(shí)、精準(zhǔn)評(píng)估以施予相應(yīng)的醫(yī)療干預(yù)。在干細(xì)胞治療機(jī)制研究中，組織生理病理分析是其中重要途徑。這是一種侵襲式的監(jiān)測與分析手段，同時(shí)存在強(qiáng)滯后性和不能連續(xù)追蹤等問題。因此，為了實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞治療基礎(chǔ)研究的突破和進(jìn)一步臨床轉(zhuǎn)化，亟需發(fā)展一種非侵襲式的干細(xì)胞示蹤手段，來反映干細(xì)胞移植后遷移、歸巢、存活和功能等信息，以便對(duì)干細(xì)胞治療過程進(jìn)行實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)監(jiān)測。
[0003]計(jì)算機(jī)斷層掃描成像(CT)技術(shù)具有臨床普及率和空間分辨率高、掃描時(shí)間短、組織穿透性強(qiáng)等優(yōu)勢，有望成為能夠臨床轉(zhuǎn)化的干細(xì)胞示蹤成像模態(tài)。但是，干細(xì)胞本身對(duì)X射線呈現(xiàn)出較弱的衰減系數(shù)，因此須結(jié)合示蹤劑才能進(jìn)行有效的CT成像示蹤.

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于pH響應(yīng)的移植干細(xì)胞CT示蹤劑，本專利技術(shù)提供的示蹤劑包含具有較強(qiáng)細(xì)胞膜穿透能力的CPP，實(shí)現(xiàn)示蹤劑對(duì)干細(xì)胞的高效率標(biāo)記；弱酸性環(huán)境響應(yīng)的PSD，減緩細(xì)胞對(duì)示蹤劑的外排速度和程度，實(shí)現(xiàn)長期示蹤和減少偽信號(hào)干擾的效果。
[0005]本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于pH響應(yīng)的移植干細(xì)胞CT示蹤劑的制備方法，通過該方法制備得到的pH響應(yīng)性納米示蹤劑CPP
?
PSD@Au NPs能夠?qū)崿F(xiàn)體內(nèi)移植干細(xì)胞的長時(shí)程CT成像示蹤。
[0006]本專利技術(shù)的目的還在于提供一種示蹤劑的應(yīng)用，所述示蹤劑適用于疾病檢測包括但不限于肺纖維化。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008]本專利技術(shù)為一種基于pH響應(yīng)的移植干細(xì)胞CT示蹤劑，所述示蹤劑由異硫氰酸熒光素分子修飾的細(xì)胞穿透肽、pH響應(yīng)性聚合物和金納米例子組成；所述金納米粒子表面修飾有pH響應(yīng)性聚合物，所述pH響應(yīng)性聚合物上修飾有細(xì)胞穿透肽。
[0009]一種基于pH響應(yīng)的移植干細(xì)胞CT示蹤劑的制備方法，包括：
[0010]步驟1、AuNPs的制備包括將400mL、0.01wt％氯金酸溶液加熱至沸騰，持續(xù)回流20min以除去溶液中氧氣；快速加入4mL、1wt％檸檬酸鈉溶液，繼續(xù)反應(yīng)20min得到酒紅色的Au NPs備用；
[0011]pH響應(yīng)性聚合物的制備包括：將0.1mmol的巰基乙胺、0.25mmol偶氮二異丁腈和5mmol磺胺二甲氧嘧啶甲基丙烯酰胺溶解于15mL N，N
?
二甲基甲酰胺中；在N2環(huán)境下，80℃避光反應(yīng)24h，反應(yīng)結(jié)束后，將其加入100mL去離子水中，在pH為10左右的NaOH溶液中透析純化3天，冷凍干燥后得到白色固體備用；
[0012]步驟2、用pH響應(yīng)性聚合物對(duì)AuNPs進(jìn)行修飾，獲得pH響應(yīng)性納米粒子PSD@Au NPs；采用細(xì)胞穿透肽對(duì)PSD@Au NPs進(jìn)行修飾，獲得高效標(biāo)記干細(xì)胞的pH響應(yīng)性示蹤劑CPP
?
PSD@Au NPs；
[0013]進(jìn)一步地，所述步驟1中得到的AuNPs的粒徑分布為25
?
50nm。
[0014]進(jìn)一步地，所述步驟2具體包括：
[0015]在檸檬酸鈉穩(wěn)定的Au NPs溶液中加入五倍質(zhì)量的pH響應(yīng)性聚合物，用0.01M的NaOH控制反應(yīng)液pH在8
?
10，室溫反應(yīng)2天進(jìn)行充分的配體交換；反應(yīng)結(jié)束后，離心濃縮并用去離子水洗滌、純化納米粒子即得PSD@AuNPs，置于棕色瓶中室溫儲(chǔ)存；
[0016]在冰浴條件下，將等質(zhì)量的細(xì)胞穿透肽加入PSD@Au NPs中，控制體系pH為8左右，避光條件反應(yīng)12h；去離子水洗滌、離心三次以充分除去未結(jié)合的細(xì)胞穿透肽即得CPP
?
PSD@Au NPs，置于棕色瓶內(nèi)室溫保存。
[0017]進(jìn)一步地，所述細(xì)胞穿透肽的末端采用異硫氰酸熒光素分子進(jìn)行修飾，
[0018]所述細(xì)胞穿透肽末端銹蝕異硫氰酸熒光素分子后的序列為：
[0019]FITC
?
Cys
?
Ala
?
Leu
?
(Asn)2?
Ala
?
Gly
?
Arg
?
(Lys)2?
(Arg)2?
Gln
?
(Arg)3。
[0020]一種示蹤劑的應(yīng)用，所述示蹤劑由異硫氰酸熒光素分子修飾的細(xì)胞穿透肽、pH響應(yīng)性聚合物和金納米例子組成；所述示蹤劑適用于疾病檢測包括但不限于肺纖維化。
[0021]本專利技術(shù)具有以下有益效果：
[0022]本專利技術(shù)得到的pH響應(yīng)性納米示蹤劑CPP
?
PSD@Au NPs能夠?qū)崿F(xiàn)體內(nèi)移植干細(xì)胞的長時(shí)程CT成像示蹤；該示蹤劑包含具有較強(qiáng)細(xì)胞膜穿透能力的CPP，實(shí)現(xiàn)示蹤劑對(duì)干細(xì)胞的高效率標(biāo)記；弱酸性環(huán)境響應(yīng)的PSD，減緩細(xì)胞對(duì)示蹤劑的外排速度和程度，實(shí)現(xiàn)對(duì)干細(xì)胞穩(wěn)定標(biāo)記、以及實(shí)現(xiàn)長期示蹤和減少偽信號(hào)干擾的效果；該示蹤劑顯示出良好的生物相容性，標(biāo)記后對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)的活性、增殖、凋亡和分化無顯著影響；示蹤劑標(biāo)記方法和CT成像過程具有較低的檢測限，滿足當(dāng)前肺纖維化治療中移植干細(xì)胞的CT成像示蹤要求，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測移植干細(xì)胞在肺部的定位、分布和遷移。
[0023]當(dāng)然，實(shí)施本專利技術(shù)的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
附圖說明
[0024]為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為CPP
?
PSD@Au示蹤劑表征圖；
[0026]圖2為CPP
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PSD@Au示蹤劑具有pH響應(yīng)特性測試圖；
[0027]圖3為CPP
?
PSD@Au示蹤劑實(shí)現(xiàn)對(duì)干細(xì)胞的高效標(biāo)記示意圖；
[0028]圖4為CPP
?
PSD@Au示蹤劑具有本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于pH響應(yīng)的移植干細(xì)胞CT示蹤劑，其特征在于：所述示蹤劑由異硫氰酸熒光素分子修飾的細(xì)胞穿透肽、pH響應(yīng)性聚合物和金納米例子組成；其中，所述金納米粒子表面修飾有pH響應(yīng)性聚合物，所述pH響應(yīng)性聚合物上修飾有細(xì)胞穿透肽。2.一種基于pH響應(yīng)的移植干細(xì)胞CT示蹤劑的制備方法，其特征在于，包括在金納米粒子表面依次修飾pH響應(yīng)性聚合物和細(xì)胞穿透肽。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于pH響應(yīng)的移植干細(xì)胞CT示蹤劑的制備方法，其特征在于，采用pH響應(yīng)性聚合物對(duì)AuNPs進(jìn)行修飾，獲得pH響應(yīng)性納米粒子PSD@Au NPs；采用細(xì)胞穿透肽對(duì)PSD@Au NPs進(jìn)行修飾，獲得高效標(biāo)記干細(xì)胞的pH響應(yīng)性示蹤劑CPP
?
PSD@Au NPs。4.根據(jù)權(quán)利要求2
?
4任一項(xiàng)所述的一種基于pH響應(yīng)的移植干細(xì)胞CT示蹤劑的制備方法，其特征在于，所述AuNPs的粒徑分布為25
?
50nm。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于pH響應(yīng)的移植干細(xì)胞CT示蹤劑的制備方法，其特征在于，所述AuNPs的制備包括將400mL、0.01wt％氯金酸溶液加熱至沸騰，持續(xù)回流20min以除去溶液中氧氣；快速加入4mL、1wt％檸檬酸鈉溶液，繼續(xù)反應(yīng)20min得到酒紅色的Au NPs。6.根據(jù)權(quán)利要求2
?
3或5任一項(xiàng)所述的一種基于pH響應(yīng)的移植干細(xì)胞CT示蹤劑的制備方法，其特征在于，所述pH響應(yīng)性聚合物的制備包括：將0.1mmo l的巰基乙胺、0.25mmo l偶氮二異丁腈和5mmo l磺胺二甲氧嘧啶甲基丙烯酰胺溶解于15mL N，N
?
二甲基甲酰胺中；在N2環(huán)境下，80℃避光反應(yīng)24h，反應(yīng)結(jié)束后，將其加入100mL去離子水中，在pH為10左...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐青文，虞成功，王巖，張智瑞，焦浩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：皖南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院，
類型：發(fā)明
國別省市：