Fe3O4纳米粒子与慢病毒载体共同感染内皮祖细胞的促血管新生和MRI示踪的应用

doi:10.7503/cjcu20160180

高等学校化学学报 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (6): 1148.doi: 10.7503/cjcu20160180

Fe₃O₄纳米粒子与慢病毒载体共同感染内皮祖细胞的促血管新生和MRI示踪的应用

王娟¹, 周兵², 王欣欣³, 吴秀娟¹, 厉婷¹, 张文科³, 刘亢丁¹()

1. 吉林大学第一医院, 长春 130021
2. 吉林大学化学学院物理化学系, 长春 130012
3. 超分子结构与化学国家重点实验室, 吉林大学化学学院, 长春 130012

收稿日期:2016-03-25 出版日期:2016-06-10 发布日期:2016-05-10
作者简介:联系人简介: 刘亢丁, 女, 博士, 教授, 主要从事神经病学脑血管病研究. E-mail:kangdingliu@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 81271294)资助

Preparation of Fe₃O₄ Nanoparticles and Lentiviral Vector Infected EPCs for the Improvement of Angiogenesis and MRI Tracing^†

WANG Juan¹, ZHOU Bing², WANG Xinxin³, WU Xiujuan¹, LI Ting¹, ZHANG Wenke³, LIU Kangding^1,^*()

1. the First Hospital, Jilin University, Changchun 130021, China
2. Department of Physical Chemistry, College of Chemistry,3. State Key Laboratory of Supramolecular Structure and Materials, College of Chemistry, Jilin University,Changchun 130012, China

Received:2016-03-25 Online:2016-06-10 Published:2016-05-10
Contact: LIU Kangding E-mail:kangdingliu@163.com
Supported by:
† Supported by the National Natural Science Foundation of China(No.81271294)

摘要/Abstract

摘要：

采用化学共沉淀法制备了柠檬酸钠修饰Fe₃O₄ 纳米粒子(NPs), 使用胎牛血清(FBS)改善Fe₃O₄ NPs的分散性. 实验表明Fe₃O₄ NPs尺寸均匀, 且具有良好的稳定性, FBS浓度小于5%(体积分数) 时, Fe₃O₄ NPs无聚集沉淀; 在300 K下, 饱和磁化强度达到74.86×10^-3 A·m²/g(74.86 emu/g); 核磁共振T2序列成像时, 75 μg/mL Fe₃O₄ NPs与慢病毒载体(LV)共同标记内皮祖细胞(EPCs)成像效果良好; 而且EPCs具有稳定过表达目的基因血管内皮生长因子(VEGF)的能力. 利用Fe₃O₄ NPs与LV共同感染EPCs, 可有效促进大鼠血管生成. 说明修饰后的EPCs兼具核磁共振成像(MRI)示踪和促血管生成双重功能.

关键词: Fe3O4纳米粒子, 内皮祖细胞, 慢病毒载体, 血管内皮生长因子, 磁共振成像

Abstract:

Fe₃O₄ nanoparticles(NPs) modified with sodium citrate were prepared via chemical coprecipitation method and fetal bovine serum(FBS) could improve the dispersibility of Fe₃O₄ NPs in FBS solution(volume fraction≤5%). At the temperature of 300 K, the saturation magnetization intensity of NPs reached 74.86×10^-3 A·m²/g(74.86 emu/g); MRI T2 imaging of endothelial progenitor cells(EPCs) became better after being infected by 75 μg/mL of Fe₃O₄NPs and lentiviral vectors(LV); furthermore, EPCs could stably over express VEGF target gene. EPCs co-infected with Fe₃O₄ NPs and LV, after being injected into caudal vein of focal cerebral ischemia rats could effectively promote angiogenesis. These results indicated the modified EPCs possessed both MRI tracing and angiogenesis, and therefore had potential application value in clinical therapy of cerebral ischemia.

Key words: Fe3O4 nanoparticles, Endothelial progenitor cell, Lentiviral vector, Vascular endothelial growth factor, Magnetic resonance imaging

中图分类号:

O631
O647

TrendMD:

王娟, 周兵, 王欣欣, 吴秀娟, 厉婷, 张文科, 刘亢丁. Fe₃O₄纳米粒子与慢病毒载体共同感染内皮祖细胞的促血管新生和MRI示踪的应用. 高等学校化学学报, 2016, 37(6): 1148.

WANG Juan, ZHOU Bing, WANG Xinxin, WU Xiujuan, LI Ting, ZHANG Wenke, LIU Kangding. Preparation of Fe₃O₄ Nanoparticles and Lentiviral Vector Infected EPCs for the Improvement of Angiogenesis and MRI Tracing^†. Chem. J. Chinese Universities, 2016, 37(6): 1148.

图/表 9

Fig.1 TEM(A) and HRTEM(B) images of Fe3O4 NPs

Fig.2 Particle size distribution histogram(A) and electron diffraction pattern(B) of Fe3O4 NPs

Fig.3 FTIR spectrum of sodium citrate modified Fe3O4 NPs

Fig.4 Particle size distribution of Fe3O4 NPs from dynamic light scattering analysis(A), zeta potential distribution of Fe3O4 NPs coated with sodium citrate in FBS solution at pH=7.0(B) and magnetic hysteresis curve of Fe3O4 NPs measured at 300 K(C)

Fig.5 Photographs of Fe3O4 NPs in 5%FBS solution(A) and water(B) after 6 months

Fig.6 MRI T2 imaging of EPCs infected by LV and various concentrations of Fe3O4 NPs

Fig.7 Images of EPCs infected by LV and Fe3O4 NPs under white light(A) and UV light(B)

Fig.8 Western blotting results(A) and protein relative expression of VEGF(B) in different groupsa. LV; b. LV(VEGF); c. LV(VEGF)-Fe3O4 NPs.

Fig.9 Immunohistochemistry of CD34 in the brain of MCAO rats in EPCs-VEGF-Fe3O4 NPs treatment group(A), EPCs-VEGF treatment group(B) and normal saline treatment group(C)

参考文献 29

[1]	Bao F., Yao R. A., Gu R. A., Chem. J. Chinese Universities, 2008, 29(8), 1552—1554
	(鲍芳, 姚建林, 顾仁敖. 高等学校化学学报, 2008, 29(8), 1552—1554)
[2]	Qiao R. R., Yang C. H., Gao M. Y., J. Mater. Chem., 2009, 19(35), 6274—6293
[3]	Weinstein J. S., Varallyay C. G., Dosa E., Gahramanov S., Hamilton B., Rooney W. D., Muldoon L. L., Neuwelt E. A., J. Cerebr. Blood F Me., 2010, 30(1), 15—35
[4]	Sun L., Liu G. F., Zhuang J. Q., Zhang H. M., Yang W. S., Chem. J. Chinese Universities, 2010, 31(12), 2313—2315
	(孙琳, 刘桂峰, 庄家骐, 张惠茅, 杨文胜. 高等学校化学学报, 2010, 31(12), 2313—2315)
[5]	Thu M. S., Bryant L. H., Coppola T., Jordan E. K., Budde M. D., Lewis B. K., Chaudhry A., Ren J. Q., Varma N. R. S., Arbab A. S., Frank J. A., Nat. Med., 2012, 18(3), 463—467
[6]	Kumar A., Jena P. K., Behera S., Lockey R. F., Mohapatra S., Mohapatra S., Nanomed-Nanotechnol, 2010, 6(1), 64—69
[7]	Gaihre B., Khil M. S., Kim H. Y., J. Microencapsul., 2011, 28(4), 286—293
[8]	Fan Y. F., Shen F. X., Frenzel T., Zhu W., Ye J. Q., Liu J. R., Chen Y. M., Su H., Young W. L., Yang G. Y., Ann. Neurol., 2010, 67(4), 488—497
[9]	Fu S. S., Li F. J., Wang Y. Y., You A. B., Qie Y. L., Meng X., Li J. R., Li B. C., Zhang Y., Li Q. D., PLoS One, 2013, 8(9), e73035
[10]	Wang J., Ren L. L., Li J. G., Huang J. S., Cheng D., Shuai X. T., RSC Adv., 2015, 27(5), 21103—21111
[11]	Crafts T. D., Jensen A. R., Smith E. C., Markel T. A., Cytokine, 2015, 71(2), 385—393
[12]	Birk D. M., Barbato J., Mureebe L., Chaer R. A., Vasc. Endovasc Surg., 2008, 42(6), 517—530
[13]	Ma Y., Qu Y., Fei Z., J. Neurosci. Res., 2011, 89(7), 969—978
[14]	Lever A. M. L., Strappe P. M., Zhao J. J., Biomed. Sci., 2004, 11(4), 439—449
[15]	Nowak D. G., Woolard J., Amin E. M., Konopatskaya O., Saleem M. A., Churchill A. J., Ladomery M. R., Harper S. J., Bates D. O., J. Cell Sci., 2008, 121(20), 3487—3495
[16]	Zhao L.J., Construction and Expression of Optimized Novel Human Immunodeficiency Virus Type-1 Lentiviral Vector Containing Vascular Endothelial Growth Factor 164 and Enhanced Green Fluorescent Protein, Changchun, Jilin University, 2011
	(赵丽静. VEGF164与EGFP双基因共表达的优化新型HIV-1慢病毒载体的构建及表达 , 长春：吉林大学, 2011)
[17]	Wang H. J., Wang J., Li N., Gao H., Liu K. D., Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2013, 17(6), 1056—1063
[18]	Liu K. D., Sun Z. Q., Li Y. P., Rao M. L., J. Apoplexy Nerv. Dis., 1997, 2(14), 86—89
	(刘亢丁, 苏志强, 李毅平, 饶明俐. 中风与神经疾病杂志, 1997, 2(14), 86—89
[19]	Yang T. Z., Shen C. M., Li Z., Zhang H. R., Xiao C. W., Chen S. T., Xu Z. C., Shi D. X., Li J. Q., Gao H. J., J. Phys. Chem. B, 2005, 109, 23233—23236
[20]	Zhou H., Lee J., Park T. J., Lee S. J., Park J. Y., Lee J., Sensor Actuat. B: Chem., 2012, 163(1), 224—232
[21]	Nightingale E. R. Jr., J. Phys. Chem., 1959, 63(9), 1381—1387
[22]	Tansel B., Sager J., Rector T., Garland J., Strayer R. F., Levine L. F., Roberts M., Hummerick M., Bauer J., Sep. Purif. Technol., 2006, 51(1), 40—47
[23]	Zha X.L., Zhou C. Y., Biochemistry, Peoples Medical Publishing House, Beijing, 2008, 30
	(查锡良, 周春燕. 生物化学, 北京:人民卫生出版社, 2008, 30)
[24]	Daldrup-Link H. E., Rudelius M., Piontek G., Metz S., Brauer R., Debus G., Corot C., Schlegel J., Link T. M., Peschel C., Rummeny E. J., Oostendorp R. A. J., Radiology, 2005, 234(1), 197—205
[25]	Mornet S., Vasseur S., Grasset F., Veverka P., Goglio G., Demourgues A., Portier J., Pollert E., Duguet E., Prog. Solid State Chem., 2006, 34(2), 237—247
[26]	Thorek D. L. J., Chen A., Czupryna J., Tsourkas A., Annal Biomed. Eng., 2006, 34(1), 23—38
[27]	Shinto H., Hirata T., Fukasawa T., Fujii S., Maeda H., Okada M., Nakamura Y., Furuzono T., Colloid Surface B, 2013, 108, 8—15
[28]	Duan H. W., Kuang M., Wang X. X., Wang Y. A., Mao H., Nie S. M., J. Phys. Chem. C, 2008, 112(22), 8127—8131
[29]	Weidner N., Breast Cancer Res. Treat, 1995, 36(2), 169—180

Fe₃O₄纳米粒子与慢病毒载体共同感染内皮祖细胞的促血管新生和MRI示踪的应用

Preparation of Fe₃O₄ Nanoparticles and Lentiviral Vector Infected EPCs for the Improvement of Angiogenesis and MRI Tracing^†

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 9

参考文献 29

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	刘瑞清, 梁爽, 江存, 徐祖顺, 徐海波. 温度和pH敏感高分子含钆核磁共振成像造影剂的合成及性能[J]. 高等学校化学学报, 2016, 37(1): 155.
[2]	杨军星, 王琦, 王媛媛, 韩舒, 姚佳伟, 邵思奇, 王敬龙, 刘志辉, 郭玉鹏. 双重载药多层海藻酸盐-壳聚糖缓释微球的制备及体外释放[J]. 高等学校化学学报, 2015, 36(5): 1025.
[3]	胡齐, 方超, 赵外鸥, 李亚鹏, 陈霞, 王静媛. 动脉粥样硬化造影剂PGMA-EDA-g-PEG-g-DS@IO的合成及性能[J]. 高等学校化学学报, 2015, 36(10): 2061.
[4]	张卓琦, 耿浩然, 宣瑞飞, 陈敏敏, 陈辉, 刘爱辉, 曹希传. 磁性介孔纳米粒子的制备及对抗癌药紫杉醇的传输[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(7): 1509.
[5]	康从民, 赵绪浩, 于玉琪, 吕英涛. 吲哚衍生物类VEGFR-2酪氨酸激酶抑制剂的从头设计[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(3): 550.
[6]	达胡白乙拉, 王晓晖, 李晓天. Ag修饰的Fe₃O₄/TiO₂复合磁性纳米纤维的制备及光催化性能[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(2): 357.
[7]	张志杰, 唐涛. Fe₃O₄/聚苯乙烯纳米复合材料的结构与性能[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(11): 2472.
[8]	陈卓玥李全利赵元聪陈佳龙游天雪熊开琴黄楠. 钛表面固定特异性识别内皮祖细胞的多肽适配子[J]. 高等学校化学学报, 2011, 32(1): 100.
[9]	张兵波, 宫晓群, 李卓权, 郭方方, 蔡少瑜, 孔继烈, 杨秋花, 马浩, 常津, 时东陆. 用于疾病诊断的Gd^Ⅲ/量子点多模态成像探针的构建[J]. 高等学校化学学报, 2010, 31(5): 982.
[10]	孙琳刘桂锋庄家骐张惠茅杨文胜. 聚天冬氨酸修饰对磁性氧化铁纳米粒子稳定性及脑MRI造影效果的影响[J]. 高等学校化学学报, 2010, 31(12): 2313.
[11]	吴侠, 韩玉顺, 曹敏花, 胡长文, 任玲, 葛广路. α-胰凝乳蛋白酶在相转移Fe₃O₄纳米粒子表面的固定化[J]. 高等学校化学学报, 2010, 31(1): 11.
[12]	李中峰,李伟生,廖沛球,魏来,李晓晶,景凤英,裴奉奎,王旭霞,,雷皓 . 夹心型锰杂多配合物作为磁共振成像造影剂的研究[J]. 高等学校化学学报, 2007, 28(11): 2021.
[13]	郑书展, 简亚军, 白银娟, 解战峰, 常建华. 二乙三胺五乙酸二氢吡啶衍生物的合成及Gd(Ⅲ),Fe(Ⅲ),Mn(Ⅱ)配合物的弛豫性能研究[J]. 高等学校化学学报, 2004, 25(9): 1652.
[14]	孙国英, 冯江华, 景凤英, 裴奉奎. 以阿拉伯半乳聚糖为载体的磁共振成像造影剂的研究[J]. 高等学校化学学报, 2002, 23(10): 1837.
[15]	丁雄军, 卓仁禧, 付功成. 二乙三胺五乙酸吡哆醇酯配体及其钆配合物的合成、弛豫率和肝靶向性研究[J]. 高等学校化学学报, 2002, 23(1): 49.