间充质干细胞递送磁金纳米材料用于肿瘤的光热治疗及成像的研究

Nanomedicines are easily uptaken by reticuloendothelial system (RES), and therefore the liver and spleen had the highest nanomedicine concentration, largely reducing the bioavailability of nanomedicines. In our previous study, we developed a phenol-based method for preparing high-yield and morphology-controllable gold nanorods (GNRs). Moremover, we conjugated the GNRs with iron oxide nanoparticles (IONPs) and obtained GNR-IONP composites, These composites have great potentials for combined tumor photothermal therapy (PTT) and magnetic resonance imaging (MRI). In this project, we proposed a mesenchymal stem cell (MSC) – based carrier for loading and targeted delivery of these composites for developing the tumor imaging and treatement tool, which integrated tumor PTT and MRI. As MSCs have the tumor tendency, immume privilege and other characteristics, this proposed MSC-based carrier can effectively reduce the RES uptaken on nanomedicines, increase the concentration of nanomedicines in tumor, and largely improve the bioavailability of nanomedicines. Meanwhile, we will systematically evaluate the loading ratio of MSCs on the nanomedicines, the distribution in vivo and the tumor curative effect of our proposed MSC-based system. This project is to provide a basis for the development of MSC-based nanomedicine delivery system.

纳米药物容易被网状内皮系统(reticuloendothelial system, RES)吞噬，因而高浓度地分布在肝脾等器官中，这显著降低了纳米药物的生物利用度。我们前期利用酚类为还原剂高产率可控制备具有优良近红外光热转化性能的金纳米棒，并将其连接四氧化三铁纳米粒子制备可用于肿瘤光热治疗及核磁共振成像的磁金纳米复合材料。本项目利用间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSCs）作为该复合材料的载体，发展光热治疗与核磁共振成像一体化的肿瘤靶向诊疗体系。由于MSCs具有肿瘤趋向、免疫豁免特性，因此MSCs作为纳米药物的载体，可帮助纳米药物逃避RES的清除，提高纳米药物在肿瘤处的浓度。在本项目中，我们将系统地研究间充质干细胞装载纳米药物的效率，研究该细胞装载体系在体内的分布，分析该体系对肿瘤的诊疗效果。该项目的实施为发展基于间充质干细胞的纳米药物递送体系提供帮助。

纳米药物容易被网状内皮系统(reticuloendothelial system, RES)吞噬，因而高浓度地分布在肝脾等器官中，这显著降低了纳米药物的生物利用度。本项目利用间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSCs）作为该复合材料的载体，发展光热治疗与核磁共振成像一体化的肿瘤靶向诊疗体系。由于MSCs具有肿瘤趋向、免疫豁免特性，因此MSCs作为纳米药物的载体，可帮助纳米药物逃避RES的清除，提高纳米药物在肿瘤处的浓度。在本项目中，我们系统地研究了间充质干细胞装载纳米药物的效率，研究该细胞装载体系在体内的分布，分析该体系对肿瘤的诊疗效果。通过本项目的开展，我们制备了四氧化三铁标记的金纳米材料，并将其转载到骨髓间充质干细胞上构建出一个集肿瘤治疗和实时影像为一体的多功能平台。此外，我们也采用Cy5.5替代四氧化三铁标记金纳米棒，并利用骨髓间充质干细胞为载体，构建出一个集肿瘤治疗和实时影像为一体的多功能平台。我们的结果显示，通过MSCs装载四氧化三铁标记金纳米棒,能有效逃避RES 对纳米材料的滞留，从而显著提高纳米材料在肿瘤中的浓度。而用Cy5.5标记的金纳米棒替代四氧化三铁/金纳米复合材料能获得相同的纳米材料肿瘤富集效果，表明基于MSCs的纳米材料递送平台具有普适性，因此，该平台为发展高效的纳米药物递送体系提供基础。