2022年11月22日，來(lái)自四川大學(xué)華西第二醫(yī)院在ACS Nano上發(fā)表了一篇重磅文章“Biocompatible Iron Oxide Nanoring-Labeled Mesenchymal Stem Cells: An Innovative Magnetothermal Approach for Cell Tracking and Targeted Stroke Therapy. ”研究成果，發(fā)現(xiàn)一項(xiàng)可能顛覆細(xì)胞治療領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)—磁熱標(biāo)記技術(shù)（Magnetothermal Labeling），介紹了一種先進(jìn)的磁熱標(biāo)記方法，通過(guò)局部誘導(dǎo)熱增強(qiáng)膜滲透性有效標(biāo)記間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs），用于磁共振成像（MRI）追蹤和腦卒中的靶向治療，其中使用具有上級(jí)磁響應(yīng)特性的生物相容性γ相亞鐵磁渦旋疇氧化鐵納米環(huán)（γ-FVIO）作為示蹤劑。

這種方法有利于安全有效地標(biāo)記高達(dá)150 pg Fe/細(xì)胞的γ-FVIO，而不影響MSC的增殖和分化，這是內(nèi)吞標(biāo)記的3.44倍。 如此高的標(biāo)記效率不僅能夠?qū)崿F(xiàn)亞10細(xì)胞的超靈敏磁共振成像（MRI）檢測(cè)和超過(guò)10周的移植MSC的長(zhǎng)期跟蹤，而且還賦予移植的MSC在體內(nèi)的磁操縱能力。

磁熱標(biāo)記技術(shù)（Magnetothermal Labeling）是一種利用磁性納米顆粒產(chǎn)生的熱量來(lái)增強(qiáng)細(xì)胞膜的通透性，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞標(biāo)記的方法。這項(xiàng)技術(shù)在文中主要被應(yīng)用于間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）的標(biāo)記，并用于中風(fēng)治療的實(shí)驗(yàn)研究。

傳統(tǒng)的內(nèi)吞標(biāo)記具有相對(duì)較差的標(biāo)記效率和較短的標(biāo)記壽命，阻礙了這些創(chuàng)新增強(qiáng)技術(shù)在干細(xì)胞介導(dǎo)的再生醫(yī)學(xué)中的實(shí)施。，利用磁性納米粒子標(biāo)記干細(xì)胞是一種很有前途的技術(shù)，用于移植干細(xì)胞的體內(nèi)跟蹤和磁靶向，這對(duì)于提高細(xì)胞治療的治療效果至關(guān)重要。

本文 一項(xiàng)使用大鼠中風(fēng)模型的概念驗(yàn)證研究表明，標(biāo)記的MSC促進(jìn)了MRI跟蹤和磁靶向，以顯著降低5 × 104移植細(xì)胞的劑量進(jìn)行有效的替代治療。 這項(xiàng)研究的結(jié)果表明，磁熱方法作為一種有效的標(biāo)記技術(shù)，為未來(lái)的臨床使用的巨大潛力。

磁熱標(biāo)記技術(shù)5步法：

1.首先，研究者們通過(guò)熱轉(zhuǎn)化過(guò)程制備了γ-FVIOs，這是一種新型磁性納米顆粒材料，具有優(yōu)越的磁響應(yīng)特性，包括高熱轉(zhuǎn)化效率和高磁共振成像（MRI）的r2*弛豫率，使其成為理想的干細(xì)胞標(biāo)記物。隨后，他們通過(guò)多種技術(shù)手段（如SEM、TEM、XRD、XPS等）對(duì)納米顆粒的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)表征。

2.磁熱標(biāo)記MSCs：研究者們優(yōu)化了磁熱標(biāo)記過(guò)程，包括確定最佳的AMF暴露時(shí)間和細(xì)胞共孵育時(shí)間，以確保高效標(biāo)記同時(shí)保持細(xì)胞活性。

3.評(píng)估標(biāo)記效率和細(xì)胞功能：通過(guò)比較磁熱標(biāo)記和傳統(tǒng)內(nèi)吞作用標(biāo)記的細(xì)胞內(nèi)鐵含量，研究者們證明了磁熱標(biāo)記的高效率。此外，還評(píng)估了標(biāo)記后的MSCs的多向分化能力和MRI檢測(cè)靈敏度。

4.體內(nèi)MRI追蹤和磁引導(dǎo)治療：研究者們?cè)诖笫笾酗L(fēng)模型中測(cè)試了磁熱標(biāo)記的MSCs的體內(nèi)MRI追蹤能力，并展示了通過(guò)外部磁場(chǎng)引導(dǎo)細(xì)胞遷移至損傷部位的潛力。

5.治療效果評(píng)估：通過(guò)比較不同治療組的腦梗死體積和組織學(xué)分析，研究者們?cè)u(píng)估了磁熱標(biāo)記MSCs在中風(fēng)治療中的療效。

綜上所述，雖然磁熱標(biāo)記技術(shù)在MSCs中的應(yīng)用顯示出巨大潛力，其實(shí)這種類(lèi)型的文章最大的技術(shù)亮點(diǎn)就是構(gòu)建磁性納米顆粒，只要磁性納米顆粒做出來(lái)，后面要做的僅僅是一些細(xì)胞層面的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

文章來(lái)源：

Hanrui Liu，Ran Sun，Lei Wang et al. Biocompatible Iron Oxide Nanoring-Labeled Mesenchymal Stem Cells: An Innovative Magnetothermal Approach for Cell Tracking and Targeted Stroke Therapy. PMID: 36278899 DOI: 10.1021/acsnano.2c07581