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熊丽琴课题组研究成果取得重大突破:多功能荧光聚合纳米探针实现快速、准确成像淋巴结转移

时间:2018-01-26

对肺癌淋巴结转移的精准诊断是确定患者治疗方案以及影响预后的关键。然而目前临床影像学方法尚难以对转移淋巴结实现准确诊断。因此,亟需发展高灵敏度、高特异性的分子探针以实现对肺癌淋巴结转移程度的准确评估。

上海交通大学生物医学工程学院熊丽琴课题组前期研究设计合成了一类近红外荧光共轭聚合物纳米探针,该类探针具有超长时间的光化学稳定性,经尾静脉注射到裸鼠体内24小时后可检测到裸鼠全身12个淋巴结(Nat Commun. 2012;3:1193.)。然而,如何降低探针在正常淋巴结的摄取,提高其在转移淋巴结的摄取量,实现探针对肺癌转移淋巴结的特异性靶向成像,这是亟需解决的关键问题。

基于前期工作,课题组采用共沉淀方法一步合成了Gd3+、叶酸共掺杂的近红外荧光共轭聚合物纳米探针,用于三模态近红外荧光/光声/磁共振成像淋巴结转移及光动力学治疗。

在裸鼠脚垫淋巴转移模型中,探针经脚垫瘤内(肿瘤体积约为250mm3)注射到裸鼠体内48小时后,可同时成像肿瘤同侧和对侧的10个淋巴结。结合H&E及pan-CK免疫组化染色验证这10个淋巴结均为肿瘤转移淋巴结,其中5个淋巴结中发现明显的肿瘤灶,5个淋巴结中发现分散的肿瘤细胞。这一数据与淋巴结中探针的荧光强度一致。

在裸鼠脚垫淋巴转移早期模型中(淋巴结H&E染色阴性,淋巴管LYVE-1及VEGF染色阳性,肿瘤体积约为100mm3),探针同时注射到肿瘤鼠的肿瘤侧脚垫及对侧脚垫中,探针可快速(注射后5min内)、特异性成像肿瘤侧的腘窝淋巴结和髋部淋巴结,而在对侧淋巴结没有检测到探针信号。与前期工作相比(Nat Commun. 2012;3:1193.),脚垫注射方法需要更少剂量的探针,有效降低了探针在肝的摄取及潜在的肝毒性。此外,脚垫注射探针能够实现快速、有效识别转移淋巴结和正常淋巴结,可望用于术中近红外荧光成像指导的淋巴结转移的准确切除。

该研究成果已申请专利(中华人民共和国专利,专利申请号:No. 201710199235.1。国际专利PCT申请号:No. PCT/CN2017/094222)。文章目前已被Advanced Functional Materials (IF=12.124)正式接收:"Fast and Accurate Imaging of Lymph Node Metastasis with Multifunctional Near-infrared Polymer Dots" (Full Paper, No. adfm.201707174R1)。第一作者为操凤文硕士,通讯作者为熊丽琴特别研究员。该项目获国家自然科学基金面上项目资助(项目批准号:81671738)。

熊丽琴为上海交通大学特别研究员,长期从事荧光共轭聚合物纳米探针的研究工作,主要研究方向为:肿瘤分子影像,淋巴系统功能成像,棕色脂肪成像等。



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