基于89Zr标记氧化铁纳米颗粒的PET/MRI双模式成像造影剂的开发及其在体示踪树突细胞的研究

Dendritic cell (DC) therapy represents an emerging and minimally invasive immunotherapeutic approach for cancer treatment. The improvement of DC therapy would be facilitated by technologies for real-time monitoring of DCs. Herein we develop a novel PET/MRI dual modality imaging probe based on 89Zr-labeled iron oxide nanoparticles to label DCs for long-term and non-invasive cell tracking. 89Zr signal can be monitored in the whole body with high sensitivity and the ability to quantify by using PET. The high resolution anatomical background contrast of MRI allows precise anatomical localization of iron oxide nanoparticle labeled cells. The novel chelator-free radiolabeling method we developed maintains the original properties of nanoparticles, allowing surface engineering of the probe for higher cellular labeling efficiency. The nanoprobe developed in this project may pave the way for DCs tracking to obtain a more in-depth view of in vivo behavior of DCs.

基于树突状细胞（DCs）的免疫治疗是一种新兴的、对肿瘤有选择性的微创疗法。了解DCs在体内的迁移途径和迁移特性对提高免疫治疗的效果至关重要。本课题所开发的89Zr整合的氧化铁纳米探针成像性能优良，并且可以高效、安全的标记DCs，利用PET/MRI成像对DCs进行实时无创的长期示踪。其中89Zr的PET成像功能可以准确、定量地监测DCs在体内分布；氧化铁的MRI成像功能可以对标记有探针的细胞进行空间上精确定位。而首创的无需螯合剂在温和的反应条件下对氧化铁纳米颗粒进行放射标记的方法可以最大限度地保持颗粒原本的形貌和表面性质，有利于针对所要标记的细胞调节其表面修饰和靶向分子。此探针的开发有望为DCs示踪提供技术支持,从而更好的了解DCs的在体行为，改善治疗方案，提高免疫疗效。

本项目拟开发针对纳米材料的无需螯合剂、高效、稳定的放射性核素标记方法，并将其用于肿瘤早期诊疗及细胞示踪当中。在此项目的资助下，我们在放射性核素标记的纳米探针开发及应用当中取得了一系列进展，顺利完成项目预期目标。我们利用纳米材料和放射性核素间的特异性结合，开发了一系列针对纳米材料的核素标记新方法，赋予了纳米材料新的核医学成像的功能；并利用核素可全身定量示踪的优点，进一步研究了探针的代谢特性。同时在正电子发射计算机断层扫描成像的指导下，进一步开发提高纳米材料肿瘤靶向性、降低其在正常组织堆积的新方法。已在Chem. Soc. Rev.、 Theranostic、Nano Res.、JMCB、Biomaterials 等高水平期刊上发表SCI论文11篇，申请中国发明专利2项。