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中性粒细胞的磁共振成像跟踪 |
胶质瘤已被认为是最常见的原发性中枢神经系统肿瘤的预后不良,高复发和死亡率。常规手术切除,对于胶质瘤患者的第一线治疗的方法,实现了有限的临床治疗结果由于神经胶质瘤细胞的高度渗透侵入性。通常,在手术后的辅助化疗是必需的,但其效果是通过各种生理屏障的有限药物渗透,特别是血脑屏障和血液肿瘤屏障受阻。相当大的努力已集中在基于纳米颗粒的药物递送系统通过使用活性的靶向配体或肿瘤血管系统的被动渗漏遍历血脑屏障肿瘤屏障。然而,由于纳米颗粒的血液循环寿命差,肿瘤内药物积累不足以及严重的系统毒性,药物递送系统的治疗效果仍然不能得到满足。在过去十年中,基于细胞的药物递送系统已经日益被认为是神经胶质瘤的治疗仿生和强大的药物递送平台。间充质干细胞和神经干细胞被证明具有内在的肿瘤归巢能力,使他们能够将治疗剂递送至恶性和侵入性神经胶质瘤灶。最近证明间充质干细胞可以用非病毒载体转导,以表达人肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体,诱导胶质瘤细胞凋亡,而不影响其天然增殖,分化和肿瘤特异性归巢能力。由于神经干细胞的肿瘤向性迁移能力,纳米粒子编程的自毁性神经干细胞能够在对侧注射肿瘤后分散整个肿瘤块。这些研究表明,基于间充质干细胞神经干细胞的药物递送系统将是一种有吸引力的肿瘤靶向药物基因传递方法。
最近,免疫细胞,引起了强烈的关注,因为“生活”送药车,因为他们可以通过血流量旅行和迁移到损伤,炎症或肿瘤部位有降低免疫清除和延长生物半衰期。中性粒细胞是一种多形核白细胞,在免疫反应中起着关键作用。他们可以在血管内被激活并沿朝炎症部位的趋化梯度通过吞噬移动,并消除病原体。此外,它们具有穿过血脑屏障肿瘤屏障并渗透肿瘤块的天然能力,从而被开发作为“特洛伊木马”携带隐蔽药物货物到患病的大脑区域。表明携带紫杉醇脂质体的中性粒细胞仍然维持中性粒细胞的生理活性并迁移到发炎的脑肿瘤,从而改善了术后胶质瘤小鼠的存活时间。然而,该研究主要关注基于中性粒细胞的药物递送系统的治疗功效。体内内化后中性粒细胞的位置和行为仍不清楚。
磁共振成像技术已被广泛研究,因为它的非侵入式,高空间分辨率的,深的穿透深度,并在细胞中磁共振成像造影剂的相对长的保留的用于细胞跟踪。然而,用磁共振成像造影剂标记后的中性粒细胞的性质及其随后的生物效应尚未被研究和研究。值得注意的是嗜中性粒细胞是吞噬细胞,并且可以摄取各种纳米颗粒。此外,嗜中性粒细胞是具有的平均半衰期终端分化的细胞,因此磁共振成像信号不会因细胞增殖和细胞胞吐作用而减少。因此,在本研究中,研究人员探索核壳结构磁性介孔二氧化硅纳米粒子作为中性粒细胞跟踪探针和药物传递纳米载体,用于发炎的胶质瘤靶向治疗诊断。该纳米颗粒结合了磁性核心的优点,其为磁共振成像提供对比度增强,并且中孔二氧化硅壳体用于化学治疗剂的包封持续释放。多柔比星,一种模型抗肿瘤药物,加载到二氧化硅纳米粒子并与来自健康小鼠外周血的中性粒细胞共培养,从而产生智能仿生治疗诊断平台二氧化硅纳米粒子。全身注射二氧化硅纳米粒子进入由手术切除原发性神经胶质瘤的一部分建立的发炎的小鼠神经胶质瘤模型后,它们可以沿着分子引导信号移民脉管系统外并积聚在发炎的神经胶质瘤位点,导致炎症触发中性粒细胞募集。随后携带二氧化硅纳米粒子高度活化的嗜中性粒细胞释放在炎症区域嗜中性粒细胞的胞外陷阱。二氧化硅纳米粒子货物的伴随释放由浸润神经胶质瘤细胞,从而实现精确的诊断和高的抗神经胶质瘤功效摄取。
通过将可激活炎症的中性粒细胞与核壳结构的二氧化硅纳米粒子整合,用于治疗原发性肿瘤手术切除后的剩余胶质瘤,开发了一种智能仿生治疗诊断平台。通过将载有阿霉素的二氧化硅纳米粒子内化到嗜中性粒细胞中来制备二氧化硅纳米粒子,嗜中性粒细胞仍然是细胞活性并且可以主动靶向发炎的神经胶质瘤位点用于治疗目的。此外吞噬二氧化硅纳米粒子具有细胞追踪能力,为残留肿瘤的诊断和治疗指导提供了可能。重要的是在用二氧化硅纳米粒子治疗后,在手术治疗的神经胶质瘤小鼠模型中证实了改善的存活率和延迟的胶质瘤复发,表明携带二氧化硅纳米粒子的中性粒细胞可以有效地鉴定源自手术管理的炎症信号并在剩余的肿瘤部位积累以最大化药物生物利用度。该策略提供了通过磁共振成像跟踪中性粒细胞命运的新见解,并探索用于治疗与炎症相关的疾病的免疫药物递送系统。 |
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胶质瘤是颅内最常见的恶性肿瘤,发病率占颅内原发性肿瘤的50%,居第1位,多见于成人,好发部位以额叶、颞叶、顶叶居多。胶质瘤患者男性发病率高于女性,发病年龄以成人多见,30~40岁为发病高峰年龄。不同病理类型的胶质瘤各有其高发年龄,室管膜瘤的高发年龄在10岁以前,星形细胞瘤多见于中年人,老年人以胶质母细胞瘤多见。 |
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