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生物领域最新进展集锦|聚集诱导发光(AIEgen)与生物成像、癌症疫苗、干细胞分化

已有 1712 次阅读 2019-10-9 16:43 |个人分类:热点研究|系统分类:科普集锦

01 NIR-II激发的活体双光子显微镜通过超亮NIR-I AIE发光剂区分深部脑和肿瘤血管

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活体内荧光成像,尤其是对大脑和肿瘤进行大穿透深度和高信噪比的血管内形态和动力学的成像,对研究和治疗血管相关疾病和癌症非常需要。新加坡国立大学刘斌团队南京工业大学刘杰团队合作设计并合成了具有NIR-I发射的高效AIEgen(BTPETQ),并研究了其在NIR-II光(1200 nm)激发的小鼠脑和具有深穿透深度和高SBR的肿瘤脉管的活体2PFM中的应用。通过纳米沉淀法制备的BTPETQ点显示出明亮的NIR-1发射(中心在700 nm附近),粒径为42 nm左右,具有19 ± 1%的高量子产率。用BTPETQ点标记的小鼠脑血管的双光子荧光显微成像能够显示出924 μm超深深度的3D血管网络。此外,BTPETQ点由于其独特的泄漏结构在肿瘤血管中显示出增强双光子荧光显微成像,这有助于正常血管与深部肿瘤组织中肿瘤血管的区分。此外,在NIR-II激发下可以看到BTPETQ点在深部肿瘤(大于900 μm)中的扩散和积累。这项研究强调了开发NIR-II光可激发的有效NIR荧光团对于体内深层组织和高对比度肿瘤成像的重要性。


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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904447



02 聚集诱导AIEgen纳米晶体的非线性光学效应用于超深体内生物成像


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非线性光学显微镜凭借其独特的深度光学切片,高空间分辨率成像和生物样本3D重建功能,成为生物成像研究强有力的工具。开发具有强非线性光学效应的有机荧光探针,尤其是三次谐波产生(THG),对于将非线性显微成像用于生物医学非常重要。


香港科技大学、华南理工大学唐本忠院士团队浙江大学钱骏团队成功地合作开发了一种简单的制备有机纳米晶体的方法,该方法基于近红外发射的聚集诱导发射(AIE)发光剂(DCCN)。DCCN的聚集诱导的非线性光学效应,包括双光子荧光(2PF),三光子荧光(3PF)和THG,能够在纳米粒子中观察到,尤其是结晶纳米粒子。DCCN纳米晶体成功用于1040 nm NIR-II激发的2PF显微成像和1560 nm NIR-II激发的THG显微成像,并3D重建小鼠脑血管。其中,THG显微镜比2PF显微镜具有更高的空间分辨率和亮度,并且可以在小鼠大脑的800微米深处可视化直径约为2.7微米的小血管。这有望激发此方向上的研究,以开发具有多非线性(特别是THG)的先进AIE材料,以用于多峰非线性光学显微镜。


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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904799



03 通过放疗和细菌膜包被的纳米粒子开发原位癌症疫苗


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放射疗法(RT)可以在癌症患者中触发抗肿瘤免疫反应,部分原因是癌症新抗原的释放引起的免疫调节。由随机突变诱导并特异于个体癌症的新抗原是被T细胞识别的重要肿瘤抗原。在免疫学上的“冷”肿瘤中对大多数免疫疗法(包括免疫检查点抑制剂(ICI))的反应较差,因此面临临床挑战。放射疗法可以增强免疫系统对“冷”肿瘤的识别,从而导致更多样化的抗肿瘤T细胞反应,但是仅RT很少导致全身性抗肿瘤免疫反应。


威斯康星大学Zachary S. Morris/Shaoqin Gong团队共同开发了一种细菌膜包被的纳米颗粒(BNP)与放疗结合用于原位疫苗接种。BNP由四个成分组成-由PC7A和CpG寡聚脱氧核苷酸组成的内部多核核心,和表面被马来酰亚胺基团修饰以增强抗原摄取(Mal)的细菌膜组成的外层。这种BNP可以在放疗后捕获癌症新抗原,增强其在树突状细胞(DC)中的摄取,并促进其交叉呈递以刺激抗肿瘤T细胞反应。在患有同源黑色素瘤或神经母细胞瘤的小鼠中,用BNP + RT治疗可激活DC和效应T细胞,肿瘤明显消退和形成抗肿瘤免疫记忆。该BNP有助于原位免疫识别已辐射的肿瘤,从而实现了一种使用现成疗法的新型个性化癌症免疫疗法。


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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902626



04 MicroRNA-130a控制骨髓间充质干细胞向成骨细胞和成脂命运的分化


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随着年龄的增长,骨髓间充质干细胞(BMSC)分化为成骨细胞的能力降低,但分化为脂肪细胞的能力却增强,这导致随着年龄增长骨质流失加剧。MicroRNA(miRNA)在调节BMSC分化中起主要作用。中南大学湘雅医院梁捷予团队在本文探讨了miRNA在调节年龄相关性骨质疏松症中BMSC分化中的作用。


从小鼠和人骨髓中分离出BMSC,然后测量其miR-130a水平。用agomiR-130a或antagomiR-130a转染BMSC,通过分析其中的ALP,骨钙素,Runx2,osterix和过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ),Fabp4的水平判断BMSC分化为成骨细胞或脂肪细胞的能力。使用qT-PCR,Western blotting(WB)和siRNA转染等方式验证其中的相关机制。通过Micro-CT,免疫化学和钙黄绿素双标记研究了静脉注射agomiR-130a或agomiR-NC后动物的表型。在晚期受试者中,BMSC中miR-130a显著降低。miR-130a的过表达增加了BMSC的成骨分化并减弱了BMSC中的成脂分化,相反,抑制miR-130a降低了成骨分化并促进了脂质滴的形成。miR-130a在老年小鼠中的过表达降低了骨质流失。此外,miR-130a调节Smad调节因子2(Smurf2)和PPARγ的蛋白水平,通过直接结合Smurf2和PPARγ的3'UTR产生负作用。


结果表明,miR-130a通过负调控Smurf2表达促进BMSC的成骨细胞分化,并通过靶向PPARγ抑制BMSC的成脂分化,为年龄相关性骨丢失的临床治疗提供了新的靶点。



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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/cpr.12688



05 中国非药物中草药饮食与患鼻咽癌风险:基于人群的病例对照研究


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非药物草药饮食与鼻咽癌之间经常被假设有关联,但从未进行过深入调查。中山大学曹素梅团队在研究中,在2010年至2014年间招募了中国广东和广西省部分地区的2469名鼻咽癌患者和2559例对照人群。收集了有关传统草药茶和草药汤的摄入量以及特定草药的问卷调查信息,草药汤中使用的植物以及其他的生活方式因素。使用多元logistic回归模型估算与凉茶和草药汤摄入相关的鼻咽癌风险的比值比(OR)和95%置信区间(CIs)。


结果表明:第一,饮用凉茶与患鼻咽癌风险无关(OR,1.03;95%CI,0.91-1.17)。第二,喝过草药汤的人中,与患鼻咽癌呈负相关(OR为0.78;95%CI为0.67-0.90),但没有任何单调趋势,而且食用草药汤的频率或持续时间增加。第三,对草药汤中的9种草本植物,包括金丝小枣,枸杞子,党参,黄芪,薏苡仁,土茯苓,菜豆calcaratus,巴戟天,白术 进行检测,结果显示与鼻咽癌风险呈负相关(范围为0.31-0.79)。第四,食用包括特定植物而不是花草茶的草药汤与鼻咽癌呈负相关。综合得到的如果加以复制,这些结果可能为鼻咽癌流行地区的预防提供一些帮助。


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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cncr.32458


(本期作者:梅森)




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