鼻咽癌生物发光与磁共振多模态成像模型研究

磁共振成像是鼻咽癌诊断、分期、放射靶区制定、预后及疗效评估、随诊的主要影像学手段。然而，常规磁共振影像检查只能够显示肿瘤的大体形态和血供特征，不能反映肿瘤细胞和分子在体内活动规律。本项目利用鼻咽癌高转移细胞株S18 Tet-off Advanced cell line，制备稳定共表达萤火虫荧光素酶基因与磁共振成像报告基因的细胞模型；建立生物荧光与磁共振多模态成像的动物模型；利用生物荧光成像高灵敏度的特性，借助不同模式影像信息融合技术，建立基于磁共振与生物荧光成像融合的多模态分子成像理论与模型，即磁共振成像提供鼻咽癌放疗靶区制定所必须的精细解剖结构信息与精确空间定位，生物荧光成像技术提供高灵敏度的分子成像信息与鼻咽粘膜的微观结构成像，从而实现鼻咽癌细胞与分子活动过程的在体三维多模态分子成像，为鼻咽癌早期诊断、分子分型、疗效评估和预测等提供一种新的影像技术方法与工具。

多模态分子成像与探针研制已成为分子影像学研究热点，但活体内各模态成像相互影响机制研究尚缺乏敏感、实时检测手段。磁共振成像与光学成像技术融合，可克服磁共振成像低探测率的缺陷，也可为高敏感的光学显像技术提供精细的组织结构与精确的空间定位。本项目取得的成果如下：1、成功构建S18 Tet-Off Advanced细胞诱导表达目的基因的细胞模型，该细胞中萤火虫荧光素酶的表达受到多西环素(Dox)时间和浓度的严格调控；建立稳定共表达萤火虫荧光素酶基因与磁共振成像报告基因（FTH1和MagA）的鼻咽癌细胞模型；建立磁共振多模态成像动物模型——MagA基因小鼠，应用MR显像、干细胞MSC MR示踪；2、研发一种Furin酶靶向的智能(Smart)磁共振造影剂：研制含缩合反应官能团的小分子钆化合物，在肿瘤细胞高表达Furin酶作用下，发生缩合反应生成两亲性多聚体，自组装成磁性纳米粒子，产生显著高于小分子单体的MR信号，实现肿瘤主动靶向显像；3、将钆掺杂至介孔硅纳米内，成功研制一种新型磁敏感性高、生物相容性好的纳米造影剂，其R1弛豫率显著高于常规造影剂Gd-DTPA（2.68倍），在肿瘤组织特定的聚集，产生特征性MR显像；4、研制一种钆金多模态成像探针，首次报道金纳米显著提高钆的R1弛豫率（1.66倍）和肿瘤MR显像的敏感性，首次阐明金增强钆纳米磁性的作用机制：即掺入的金导致钆电子能量的增加，从而影响钆的磁性和氢质子的磁共振状态。上述重要成果极大地推动了磁共振分子影像学的发展，为拟开展“光磁多模态分子成像相互增强效应的机制”研究奠定了坚实基础。发表SCI收录论著11篇；获得发明专利2项；申报发明专利1项。圆满完成本项目各项任务。