1、动脉粥样硬化是一种比较常见的心脑血管系统疾病，而易损斑块的发生以及继发性血栓的形成是高死亡率和致残率的主要原因 1。目前，临床常用的影像学方法无法精准对动脉粥样硬化易损斑块的发生和发展过程进行高分辨率监测，也不适用于早期识别动脉粥样硬化 2，对动脉粥样硬化进行早期精准识别是预防心脑血管疾病的关键环节。不同于传统影像学技术，分子影像技术的发展为早期精准识别动脉粥样硬化斑块的结Hyaluronic acid-Gd2O3MSN,nanoparticle probe of MRI for targeted identification ofatherosclerosisMA Ruifan1,CHENG
2、 Jianing1,HAO Liguo2,LI Zhongtao2,YIN Qiangqiang1,HU Haifeng3,WANG Yuguang31School of Medical Technology,2Department of Imaging Equipment and Technology,School of Medical Technology,Qiqihar MedicalUniversity,Qiqihar 161006,China;3Imaging Center,the Second Hospital Affiliated of Qiqihar Medical Unive
3、rsity,Qiqihar 161006,China摘要：目的 探究合成透明质酸（HA）修饰的介孔二氧化硅MR纳米探针HA-Gd2O3MSN的性能以及成像特点，为动脉粥样硬化疾病提供新的检查技术手段。方法 以CTAB为模板，正硅酸四乙酯和十六烷基三甲基溴化铵在碱性条件下制备成MSN，滴加GdCl36H2O变成Gd2O3MSN，在600下煅烧2 h去除十六烷基三甲基溴化铵模板，最后制备成分子探针Gd2O3MSN，再通过酰胺缩合制备成HA-Gd2O3MSN。运用透射电镜观察其形貌特征，动态光散射法检测其水合粒径和Zeta电位。运用3.0T MR观察其成像效果，并利用ICP-MS数据分析探针的弛豫率
4、。结果 合成的探针水动力尺寸为223.510.5 nm，Zeta电位为-13.04 mV，弛豫率为11.023 mmolL-1s-1)；随着分子探针浓度逐渐升高，T1信号也随之增强。体外细胞试验研究显示透明质酸-Gd2O3MSN以HA依赖的方式靶向巨噬细胞表面受体CD44。在细胞毒性试验中发现HA包被的纳米探针毒性较小。结论 HA修饰的介孔二氧化硅MR纳米探针HA-Gd2O3MSN T1弛豫率高，细胞毒性小，靶向效果好，具有较好的MR成像增强效果，为进一步早期识别动脉粥样硬化斑块奠定基础。关键词：透明质酸；介孔二氧化硅；MR分子探针；纳米分子探针Abstract:Objective To sy
5、nthesize a hyaluronic acid(HA)-modified mesoporous silica nanoprobe(MSN)for MRI,which is HA-Gd2O3MSN.Its performance and imaging characteristics were preliminarily studied,so as to provide a new technical tool forthe diagnosis of atherosclerosis.Methods The cetyltrimethylammonium bromide(CTAB)was ut
6、ilized as the template,and tet-raethyl orthosilicate and CTAB were formulated into MSN under alkaline conditions.GdCl36H2O was incrementally intro-duced to produce the Gd2O3MSN.Subsequently,the CTAB template was eliminated through calcination at 600 for 2 h,which led to the formation of the molecula
7、r probe Gd2O3MSN.The HA-Gd2O3MSN was then prepared through amide con-densation.The morphology of HA-Gd2O3MSN was examined by transmission electron microscopy,while its hydrodynamicdiameter and zeta potential were measured by dynamic light scattering technique.The imaging results were observed by a3.
8、0T MR scanner and the relaxation rate of the molecular probe Gd2O3MSN was analyzed using data from the inductively cou-pled plasma mass spectrometry testing.Results The hydrodynamic diameter of the synthesized probe HA-Gd2O3MSN was223.510.5 nm,the zeta potential of HA-Gd2O3MSN was-13.04 mV,with its
9、relaxation rate being 11.023 mmol L-1 s-1.As theconcentration of the molecular probe increased incrementally,the T1 signal was correspondingly enhanced.Through in vitrocellular studies,we demonstrated that HA-Gd2O3MSN was capable to bind and target the CD44 receptors on the surface ofmacrophages in
10、a HA-dependent manner.Furthermore,the HA-coated nanoprobes were found to be less toxic in cytotoxicityassays.Conclusion The nanoprobe HA-Gd2O3MSN,with its high T1 relaxation rate,low cytotoxicity,excellent targeting ca-pacity and good MR imaging enhancement effects,it lays the foundation for identif
11、ication of atherosclerotic plaques at earlierstages.Keywords:hyaluronic acid;mesoporous silica;MR molecular probes;nanoparticle probe磁共振成像纳米分子探针透明质酸磁共振成像纳米分子探针透明质酸-Gd-Gd2 2O O3 3MSNMSN对动脉粥样硬对动脉粥样硬化的靶向识化的靶向识别别马瑞繁1，成佳宁1，郝利国2，李忠涛2，尹强强1，胡海峰3，王余广3齐齐哈尔医学院1医学技术学院，2医学技术学院影像设备与技术学教研室，黑龙江 齐齐哈尔 161006；3齐齐哈尔医学院
12、附属第二医院影像中心，黑龙江 齐齐哈尔 161006收稿日期：2023-02-21基金项目：齐齐哈尔医学院研究生创新基金（QYYCX2022-12）；齐齐哈尔医学院临床科研基金（QMSI2019L-14）作者简介：马瑞繁，在读硕士研究生，E-mail:通信作者：王余广，主任医师，E-mail:分子影像学杂志,2023,46(4):583-590doi 10.12122/j.issn.1674-4500.2023.04.02 583构成分变化、发生发展机制和功能代谢提供了有效工具 3。近年来研究发现，利用透明质酸(HA)包覆的纳米材料可以提高纳米材料的生物相容性和生物降解性，这些优点使HA成为生
13、物医学领域的热门研究课题 4-6。有学者设计了HA-阿托伐他汀偶联物，在动脉粥样硬化的诊断治疗方面取得了一定的效果，但阿托伐他汀存在一定的药理毒性，因此限制了它的进一步应用 7。有学者将低聚HA-2-丙-2,2-二酰基（硫）二乙酸-羟甲基二茂铁与姜黄素结合，形成纳米胶束，用于动脉粥样硬化的靶向治疗，但是纳米胶束在体内循环稳定性不佳，且载药率低，因此仍需要优化 8。本研究选取临床Gd剂作MRI阳性造影剂 9。但游离的Gd3+毒性强，不能通过离子形式注入人体，因此需要制成螯合物以降低毒性后才能使用。与传统的纳米药物载体相比，介孔二氧化硅(MSNs)纳米粒子作为药物载体，可以有效提高药物的利用率，降
14、低细胞毒性 10-11。将Gd3+装载到MSNs的孔隙或二氧化硅骨架上，不仅可避免Gd3+的提前泄露，而且有利于水中的氢原子与磁性中心的交换，介孔二氧化硅负载钆可以提高纳米探针的生物安全性，增强其弛豫率 12。被动靶向很难达到对动脉粥样硬化的精准识别，而利用HA主动靶向动脉粥样硬化斑块中的巨噬细胞CD44受体，可以实现精准靶向成像。因此，本研究构建了一种以介孔二氧化硅为载体合成MR分子探针HA-Gd2O3MSN的方法，初步研究其性能以及成像特点，为动脉粥样硬化疾病提供新的检查技术手段，现报道如下。1 材料与方法1.1 试剂与仪器1.1.1 试剂耗材 Dulbecco改良Eagle培养基（博奥森
15、），青霉素-链霉素（兰杰柯），胎牛血清、小鼠单核巨噬细胞白血病细胞(RAW264.7)（海星生物）。CCK-8溶液由上海陶素提供。十六烷基三甲基溴化铵(CTAB，99%)、正硅酸四乙脂(TEOS，99%)、氯化钆六水合物(GdCl36H2O，99.9%)、三乙胺、HA（97%)、1-Eth-yl-3-(3-二甲基氨基丙基)-碳化二亚胺盐酸盐(EDC)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)（上海阿拉丁科技有限公司）。3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES，99%)、4,6-二脒基-2-苯基吲哚二盐酸盐（DAPI）、荧光素-5-异硫氰酸盐（FITC）、脂多糖（麦克林科技有限公司）。1.1.2 仪器设备 集热
16、式磁力搅拌器（上海力辰仪器科技有限公司），DF-101S（加深款）；数显恒温磁力加热搅拌器（江苏正基仪器有限公司）；万分之一电子天平(上海惜今）；透射电镜（日本日立）；粒度分析仪(美国 PSS)；3.0 T磁共振（飞利浦）；多功能酶标仪（瑞士Tecan）；冷冻干燥仪（上海沪析）；NM120 核磁共振造影剂弛豫率分析与成像系统（苏州纽迈分析仪器股份有限公司）；电感耦合等离子体质谱-质谱仪（ICP-MS,Agilent 770s，美国）；实验所用溶液均用去离子水配置。1.2 Gd2O3MSN的制备根据文献 13 合成了Gd2O3MSN，并对其稍作修改。称量0.25 g CTAB放入200 mL容量的茄型瓶中缓慢搅拌10 min，再加入0.5 mL NaOH溶液(70 mg/mL)和110 mL去离子水，在磁力搅拌(200 r/min)下，将温度升至 80，保持此条件 30 min 后，在滴加 1 mL 的TEOS溶液，继续反应2 h。然后，将10 mL(6 mg/mL)的GdCl36H2O溶液滴加到茄型瓶中，继续反应1 h，再滴加0.25 mL的TEOS溶液，继续反应2 h，之后收集溶液静