VISQUE用于標(biāo)記和示蹤T細(xì)胞的多功能樹狀納米金顆粒的應(yīng)用
【VIS QUE應(yīng)用案例】1.一種用于標(biāo)記和示蹤T細(xì)胞的多功能樹狀納米金顆粒
編輯：Bio times tech-Leo
在腫瘤的治療方法中，免疫治療已發(fā)展成為繼手術(shù)、放療和化療之后的第四大治療手段，越來越多受到學(xué)者的關(guān)注。一種基于T細(xì)胞的細(xì)胞免疫療法(ACT) 是成為了其中的熱點，主要方法是將體外分離并修飾改造、擴(kuò)增后的患者自身的T細(xì)胞后回輸患者體內(nèi)，以激發(fā)自身免疫系統(tǒng)產(chǎn)生對腫瘤的殺傷能力。然而，在評估該療法的效果評價過程中，怎樣對T細(xì)胞及其功能進(jìn)行活體實時監(jiān)測示蹤仍是一大技術(shù)難題�？捎糜诒O(jiān)測和追蹤T細(xì)胞的納米系統(tǒng)為活體評價T細(xì)胞免疫治療的功能和療效提供了重要依據(jù)。為此， 東華大學(xué)史向陽團(tuán)隊設(shè)計了一種高效的納米探針， 可利用聚胺胺(PAM AM)樹枝狀大分子包埋的金納米粒子(Au-DE NPs) 與Fluo-4結(jié)合并用于計算機(jī)斷層掃描(CT)和熒光成像雙模態(tài)成像。
本研究采用端羥基聚乙二醇(PEG) 對PAM AM第5代(G 5) 樹枝狀大分子進(jìn)行改性， 然后在樹枝狀大分子表面截留2.0nmAu納米粒子， 并對多余的胺基進(jìn)行乙�；磻�(yīng)。隨后， 將鈣離子探針通過PEG羥基端基共價連接到樹枝狀大分子納米雜化體上， 得到功能性的((Au 0) 25G 5.NHAc-(PEG) 14-(Fluo-4) 2) 納米探針。該納米探針具有良好的水溶性、高的X射線衰減系數(shù)、在一定濃度范圍內(nèi)良好的細(xì)胞相容性以及高的T細(xì)胞標(biāo)記效率。共聚焦顯微鏡和流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果表明，納米探針能夠?qū)罨腡細(xì)胞進(jìn)行熒光檢測。此外，該納米探針還可以實現(xiàn)活體皮下注射T細(xì)胞后的CT和熒光成像。因此，開發(fā)出的新型樹狀大分子納米系統(tǒng)對促進(jìn)和改善T細(xì)胞免疫治療的臨床應(yīng)用具有重要的前景。
作者首先合成[(Au 0) 25-G 5.NHAc-(PEG) 14-(Fluo-4) 2) DE NPs納米探針， 并分析了其紫外可見光譜以及488nm激發(fā)后的發(fā)射光光譜， 并得到了該納米探針的CT和TEM圖像。
隨后， 作者提取了T細(xì)胞并進(jìn)行了鑒定和活化培養(yǎng)， 然后用不同濃度的([A us) 75-G 5.NHAc-(PEG] 14-(Fluo-4) ：) DE NPs對T細(xì)胞進(jìn)行了處理.并用CCK-B分析了T細(xì)胞活性.最后用激光共聚焦成像技術(shù)和流式細(xì)胞技術(shù)分析了T細(xì)胞被激活后的熒光圖像和熒光強(qiáng)度。
Figure 4.(a) 不同濃度的((Auo] 2s·G 5.NHAc-(PEG] i 4-(Fluo-4) DE NPs處理T細(xì)胞24小時后用CCK-8分析T細(xì)胞活性；(b) 不同濃度的((Auo] 25-G 5.NHAc·f PEG) is-(Fluo-4) 4)DE NPs處理T細(xì)胞4小時后細(xì)睢內(nèi)的金含量。
Figure 5.(a) T細(xì)胞和((A un] ：-G 5.NHAc-(PEG) 1+-(Fluo-4) ：DE NPs解育后， 在不同時間點通過PM A/lono激活后的激光共聚焦圖像; (b)和(c)分別顯示了用流式細(xì)跑技術(shù)得到的熒光分布圖和熒光強(qiáng)度
最后，通過皮下注射T細(xì)胞并進(jìn)行活體CT/熒光雙模態(tài)成像，驗證了該納米探針在活體層面監(jiān)測T細(xì)胞的生物分布和功能的可能性。
結(jié)論：該這種獨特的樹狀化合物大分子構(gòu)建的多功能納米探針可用于活體標(biāo)記和示蹤T細(xì)胞，并通過CT/熒光雙模態(tài)成懶進(jìn)行體內(nèi)實時生物分布示蹤。該納米探針具有相當(dāng)高的細(xì)胞相容性，在一定的濃度范圍內(nèi)具有高的T細(xì)胞標(biāo)記效率(84.6%).并可在體外熒光檢測T細(xì)胞激活。因為特殊的X射線衰減的特性，設(shè)計的樹狀分子納米探針可用于活體雙模態(tài)成像檢測。總的來說該研究為納米探針的研究提供了強(qiáng)有力的支持，在在免疫治療中監(jiān)測和追蹤T細(xì)胞具有不錯的潛力。在未來的工作，作者將研究納米探測器的實時T小鼠腫瘤模型的細(xì)胞監(jiān)測能力。這樣一個該系統(tǒng)為T細(xì)胞的遷移，生物分布，激活T細(xì)胞免疫治療的潛在機(jī)制和療效提供了重要的依據(jù)。
上述研究發(fā)表在了美國化學(xué)會期刊Bio macromolecules(DOI：10.1021/acs.biomac.0c00147)上。第一作者為東華大學(xué)化學(xué)化工與生物工程學(xué)院的碩士研究生陳玫秀，東華大學(xué)的史向陽教授和以色列巴伊蘭大學(xué)的Rachel a Popov tzer教授為共同通訊作者。該工作得到了國家重點研發(fā)計劃政府間國際科技創(chuàng)新合作重點專項項目、國家自然基金委、上海市科委等項目的資助。
論文鏈接：
https：//pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.biomac.0c00147
文中的活體熒光成像部分使用了VIS QUE DIn vivo Smart-LF緊湊型小動物熒光&生物發(fā)光成像系統(tǒng).Smart-LF系列的小動物熒光&生物發(fā)光成像系統(tǒng)是由全球領(lǐng)先的科研級CCD生產(chǎn)商――vie works.Inc公司設(shè)計并生產(chǎn)的第三代智能型小動物實時活體成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)秉承了VIS QUE系列活體成像一貫的高分辨率，智能實時，高采集速度的強(qiáng)大優(yōu)勢，同時通過增強(qiáng)相機(jī)性能，大大增加了信號采集的靈敏度， 使得VIS QUE回In vivo Smart-LF緊湊型小動物熒光&生物發(fā)光成像系統(tǒng)在羈光信號成像的領(lǐng)域表現(xiàn)出色，受到了廣大客戶群體的一致認(rèn)可，可廣泛應(yīng)用于各種需要熒光或者生物發(fā)光功能進(jìn)行的活體內(nèi)示蹤研究等。
VIS QUER In vivo Smart-LF緊湊型小動物熒光&生物發(fā)光成像系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用但不僅限于以下熒光和生物發(fā)光成像實驗中：
1.使用生物發(fā)光成像功能追蹤腫瘤轉(zhuǎn)移過程；
2.使用熒光或生物發(fā)光對實體腫瘤進(jìn)行成像；
3.評估腦血流，下肢血流，淋巴管等的結(jié)構(gòu)和功能；
4.新藥或者藥物遞送系統(tǒng)的藥代動力學(xué)研究；
5.評估新藥或者腫瘤治療方案在關(guān)節(jié)炎，動脈粥祥硬化.自身免疫性疾病，血管生成等作用中的療效。
歡迎新老客戶咨詢使用VIS QUE光學(xué)活體成像系統(tǒng)， 為鼓勵客戶嘗試， 公司特此承諾，使用我司產(chǎn)品并發(fā)表文獻(xiàn)，文獻(xiàn)中有標(biāo)注設(shè)備型號，廠家的客戶可直接聯(lián)系公司銷售經(jīng)理，公司將根據(jù)文章影響因子予以現(xiàn)金獎勵!
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或直接聯(lián)系17701721954 劉經(jīng)理
編輯：Bio times tech-Leo
在腫瘤的治療方法中，免疫治療已發(fā)展成為繼手術(shù)、放療和化療之后的第四大治療手段，越來越多受到學(xué)者的關(guān)注。一種基于T細(xì)胞的細(xì)胞免疫療法(ACT) 是成為了其中的熱點，主要方法是將體外分離并修飾改造、擴(kuò)增后的患者自身的T細(xì)胞后回輸患者體內(nèi)，以激發(fā)自身免疫系統(tǒng)產(chǎn)生對腫瘤的殺傷能力。然而，在評估該療法的效果評價過程中，怎樣對T細(xì)胞及其功能進(jìn)行活體實時監(jiān)測示蹤仍是一大技術(shù)難題�？捎糜诒O(jiān)測和追蹤T細(xì)胞的納米系統(tǒng)為活體評價T細(xì)胞免疫治療的功能和療效提供了重要依據(jù)。為此， 東華大學(xué)史向陽團(tuán)隊設(shè)計了一種高效的納米探針， 可利用聚胺胺(PAM AM)樹枝狀大分子包埋的金納米粒子(Au-DE NPs) 與Fluo-4結(jié)合并用于計算機(jī)斷層掃描(CT)和熒光成像雙模態(tài)成像。
本研究采用端羥基聚乙二醇(PEG) 對PAM AM第5代(G 5) 樹枝狀大分子進(jìn)行改性， 然后在樹枝狀大分子表面截留2.0nmAu納米粒子， 并對多余的胺基進(jìn)行乙�；磻�(yīng)。隨后， 將鈣離子探針通過PEG羥基端基共價連接到樹枝狀大分子納米雜化體上， 得到功能性的((Au 0) 25G 5.NHAc-(PEG) 14-(Fluo-4) 2) 納米探針。該納米探針具有良好的水溶性、高的X射線衰減系數(shù)、在一定濃度范圍內(nèi)良好的細(xì)胞相容性以及高的T細(xì)胞標(biāo)記效率。共聚焦顯微鏡和流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果表明，納米探針能夠?qū)罨腡細(xì)胞進(jìn)行熒光檢測。此外，該納米探針還可以實現(xiàn)活體皮下注射T細(xì)胞后的CT和熒光成像。因此，開發(fā)出的新型樹狀大分子納米系統(tǒng)對促進(jìn)和改善T細(xì)胞免疫治療的臨床應(yīng)用具有重要的前景。
作者首先合成[(Au 0) 25-G 5.NHAc-(PEG) 14-(Fluo-4) 2) DE NPs納米探針， 并分析了其紫外可見光譜以及488nm激發(fā)后的發(fā)射光光譜， 并得到了該納米探針的CT和TEM圖像。
Figure 1.((AuD) 25-G 5.NHAc-(PEG) 14-(Fluo-4) 2) DE NPs納米探針的合成方式
Figure 2.(a) Free Fluo-4， Fluo 4， AM， 以及DE NPs((Auo) 2s-G 5.NHAc-(PEG·OH) 14和(Auo) 25-G 5.NHAc-(PEG) i 4-[Fluo-4] z) 的紫外可見光譜圖； (b) Free Fluo-4， Fluo 4， AM.以及DE NPs(Auo) 25-G 5.NHAc·[PEG-OH] u 4) 和((Auo) 25·G 5.NHAc-(PEG) u 4(Fluo-4) z) 在488nm的激發(fā)光激發(fā)后的發(fā)射光譜。
Figure 3.(a) ((AunJ25G 5.NHAc-(PEG] uw-(Fluo 4) ) DE NPs的TEM圖像和金核心尺寸分布立方圖； (b) ((Aum] as-G 5.NHA e-[PEG] u-(Flu a-4) ) DE NPs在不同金濃度下的CT圖像和(c)CT值。
Figure 3.(a) ((AunJ25G 5.NHAc-(PEG] uw-(Fluo 4) ) DE NPs的TEM圖像和金核心尺寸分布立方圖； (b) ((Aum] as-G 5.NHA e-[PEG] u-(Flu a-4) ) DE NPs在不同金濃度下的CT圖像和(c)CT值。
隨后， 作者提取了T細(xì)胞并進(jìn)行了鑒定和活化培養(yǎng)， 然后用不同濃度的([A us) 75-G 5.NHAc-(PEG] 14-(Fluo-4) ：) DE NPs對T細(xì)胞進(jìn)行了處理.并用CCK-B分析了T細(xì)胞活性.最后用激光共聚焦成像技術(shù)和流式細(xì)胞技術(shù)分析了T細(xì)胞被激活后的熒光圖像和熒光強(qiáng)度。
Figure 4.(a) 不同濃度的((Auo] 2s·G 5.NHAc-(PEG] i 4-(Fluo-4) DE NPs處理T細(xì)胞24小時后用CCK-8分析T細(xì)胞活性；(b) 不同濃度的((Auo] 25-G 5.NHAc·f PEG) is-(Fluo-4) 4)DE NPs處理T細(xì)胞4小時后細(xì)睢內(nèi)的金含量。
Figure 5.(a) T細(xì)胞和((A un] ：-G 5.NHAc-(PEG) 1+-(Fluo-4) ：DE NPs解育后， 在不同時間點通過PM A/lono激活后的激光共聚焦圖像; (b)和(c)分別顯示了用流式細(xì)跑技術(shù)得到的熒光分布圖和熒光強(qiáng)度
最后，通過皮下注射T細(xì)胞并進(jìn)行活體CT/熒光雙模態(tài)成像，驗證了該納米探針在活體層面監(jiān)測T細(xì)胞的生物分布和功能的可能性。
Figure 6.使用T細(xì)胞標(biāo)記探針((Au 0) 25-G 5.NHAc-(PEG) 14-(Fluo-4) 2) DE NPs后， 在小鼠背部皮注射0min和5min的活體成像結(jié)果。(a) 活體CT成像；(b)CT值：(c)活體熒光成像；(d)T細(xì)胞熒光強(qiáng)度
結(jié)論：該這種獨特的樹狀化合物大分子構(gòu)建的多功能納米探針可用于活體標(biāo)記和示蹤T細(xì)胞，并通過CT/熒光雙模態(tài)成懶進(jìn)行體內(nèi)實時生物分布示蹤。該納米探針具有相當(dāng)高的細(xì)胞相容性，在一定的濃度范圍內(nèi)具有高的T細(xì)胞標(biāo)記效率(84.6%).并可在體外熒光檢測T細(xì)胞激活。因為特殊的X射線衰減的特性，設(shè)計的樹狀分子納米探針可用于活體雙模態(tài)成像檢測。總的來說該研究為納米探針的研究提供了強(qiáng)有力的支持，在在免疫治療中監(jiān)測和追蹤T細(xì)胞具有不錯的潛力。在未來的工作，作者將研究納米探測器的實時T小鼠腫瘤模型的細(xì)胞監(jiān)測能力。這樣一個該系統(tǒng)為T細(xì)胞的遷移，生物分布，激活T細(xì)胞免疫治療的潛在機(jī)制和療效提供了重要的依據(jù)。
上述研究發(fā)表在了美國化學(xué)會期刊Bio macromolecules(DOI：10.1021/acs.biomac.0c00147)上。第一作者為東華大學(xué)化學(xué)化工與生物工程學(xué)院的碩士研究生陳玫秀，東華大學(xué)的史向陽教授和以色列巴伊蘭大學(xué)的Rachel a Popov tzer教授為共同通訊作者。該工作得到了國家重點研發(fā)計劃政府間國際科技創(chuàng)新合作重點專項項目、國家自然基金委、上海市科委等項目的資助。
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https：//pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.biomac.0c00147
文中的活體熒光成像部分使用了VIS QUE DIn vivo Smart-LF緊湊型小動物熒光&生物發(fā)光成像系統(tǒng).Smart-LF系列的小動物熒光&生物發(fā)光成像系統(tǒng)是由全球領(lǐng)先的科研級CCD生產(chǎn)商――vie works.Inc公司設(shè)計并生產(chǎn)的第三代智能型小動物實時活體成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)秉承了VIS QUE系列活體成像一貫的高分辨率，智能實時，高采集速度的強(qiáng)大優(yōu)勢，同時通過增強(qiáng)相機(jī)性能，大大增加了信號采集的靈敏度， 使得VIS QUE回In vivo Smart-LF緊湊型小動物熒光&生物發(fā)光成像系統(tǒng)在羈光信號成像的領(lǐng)域表現(xiàn)出色，受到了廣大客戶群體的一致認(rèn)可，可廣泛應(yīng)用于各種需要熒光或者生物發(fā)光功能進(jìn)行的活體內(nèi)示蹤研究等。
VIS QUER In vivo Smart-LF緊湊型小動物熒光&生物發(fā)光成像系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用但不僅限于以下熒光和生物發(fā)光成像實驗中：
1.使用生物發(fā)光成像功能追蹤腫瘤轉(zhuǎn)移過程；
2.使用熒光或生物發(fā)光對實體腫瘤進(jìn)行成像；
3.評估腦血流，下肢血流，淋巴管等的結(jié)構(gòu)和功能；
4.新藥或者藥物遞送系統(tǒng)的藥代動力學(xué)研究；
5.評估新藥或者腫瘤治療方案在關(guān)節(jié)炎，動脈粥祥硬化.自身免疫性疾病，血管生成等作用中的療效。
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