鄭樂民團隊利用高靈敏的光聲納米探針實現在分子水平非侵入性地成像動脈粥樣硬化斑塊

2020816日,北京大學基礎醫學院郑乐民教授团队在Advanced Materials (IF=27.4)在線發表了題爲“Non-invasive nanoprobe for in vivo photoacoustic imaging of vulnerable atherosclerotic plaque”的研究論文。該研究發展了一種高靈敏的光聲納米探針,在分子水平實現了對動脈粥樣硬化不穩定斑塊非侵入性在體光聲成像 (photoacoustic imaging),爲心血管疾病診斷技術的發展提供了一種新方法。

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動脈粥樣硬化 (AS) 是引起心血管疾病的重要原因,能够在分子水平识别不稳定斑块,对心血管疾病的预防和治疗尤为重要。泡沫细胞是動脈粥樣硬化不稳定斑块的主要成分,并且在泡沫细胞中骨桥蛋白(OPN)的表達明顯增高。基于以上背景,該研究團隊設計並合成了一種高靈敏的納米探針OPN Ab/Ti3C2/ICG,該探針可通過對泡沫細胞表面OPN抗原的特異識別作用,靶向富集到不穩定斑塊局竈部位,從而實現對不穩定斑塊的非侵入性在體光聲成像。

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. OPN Ab/Ti3C2/ICG納米探針的合成以及對不穩定斑塊的靶向識別

該研究團隊利用Ti3C2納米片做載體共負載OPN AbICG分子。所形成的OPN Ab/Ti3C2/ICG納米探針顯示出了卓越的熒光成像和光聲成像性能。通過熒光成像方法,OPN Ab/Ti3C2/ICG納米探針在細胞水平和組織水平分別呈現出了對泡沫細胞和AS不穩定斑塊組織的靶向識別性。OPN Ab/Ti3C2/ICG納米探針通過靜脈注射到apoE-/- AS斑塊模型小鼠體內,在富含不穩定斑塊的主動脈弓部位呈現出了明顯的光聲信號。這些結果表明,OPN Ab/Ti3C2/ICG納米探針可在分子水平識別AS不穩定斑塊的主要成分,爲非侵入性可視化區分AS不穩定斑塊提供了新的思路。

这项研究由北京大學工学院博士後葛晓晓和北京大學基礎醫學院博士研究生崔宏圖为共同第一作者,郑乐民教授为通讯作者,同时也获得了北京大學工学院郭少军研究员的帮助。这项研究得到国家自然科学基金委“血管稳态与重构的调控机制重大研究计划”和面上基金的支持。


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作者簡介

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郑乐民,北京大學基礎醫學院心血管研究所副所长,教育部重点实验室主任助理。心血管代谢与蛋白质组学研究室主任,研究员,博士生导师。获得国家自然基金委“优秀青年基金”、中组部“万人计划”青年拔尖人才基金、教育部“新世纪人才基金”等。主持国自然血管重大专项培育基金国自然面上基金与青年基金(5项)、北京市面上基金(2项)等多项基金。

研究方向

脂蛋白、脂質代謝與心腦血管功能研究。研究心腦血管疾病、代謝性疾病以及衰老等疾病狀態下三者相互關系。脂蛋白研究重點爲高密度脂蛋白(HDL),脂質代謝包括腸道菌群影響的相關代謝。

血管功能包括心血管脑血管等,特别是内皮细胞等研究。通过蛋白质组学与代谢组学技术来研究衰老相关的動脈粥樣硬化等疾病中的重要代谢物,以及调控代谢的重要蛋白对血管功能影响。

結合新材料新技術研究在心腦血管功能方面的應用,包括治療與體外診斷技術的應用與研究。結合納米微粒材料對炎症細胞等進行標記與藥物運輸。

? (北京大學基礎醫學院)