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【Nat. Mater.】响应型荧光探针见多了，看看这个响应型磁共振材料，用于体内一氧化氮成像响应性磁探针 ​

总结 ​

研究开发了一种基于超顺磁性氧化铁纳米颗粒的响应性探针，用于体内一氧化氮（NO）磁共振成像（MRI）。该探针在小鼠肿瘤模型中实现了高灵敏度和选择性的NO检测，揭示了NO在肿瘤进展和免疫中的作用。

摘要 ​

一氧化氮（NO）是重要的信号分子，在心血管、免疫、神经传导和癌症进展中发挥多重作用。然而，由于其瞬时性和生物环境的复杂性，体内测量NO具有挑战性。本研究介绍了一种由交联超顺磁性氧化铁纳米颗粒组成的NO响应性磁探针（NRMP），通过NO敏感的可裂解连接子实现高灵敏度和选择性的NO磁共振成像。该探针能够检测低至0.147 μM的NO浓度，允许在小鼠肿瘤模型中成像和定量NO，研究其对肿瘤进展和免疫的影响，并评估肿瘤相关巨噬细胞对癌症免疫治疗剂的反应。此外，该探针还可实现器官的解剖和分子成像，帮助识别肝脏的病理变化。总体而言，这些探针代表了研究NO在生理和病理过程中剂量依赖性作用的有前途的非侵入性工具。

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研究结果分类展示 ​

探针构建与表征 ​

  • 合成方法：通过自由基聚合将NO可裂解连接子与超顺磁性氧化铁纳米颗粒结合，形成磁性凝胶纳米颗粒。
  • 粒径变化：在NO存在下，NRMP的粒径从75 nm增加到246 nm。
  • 磁响应性：NO暴露后，饱和磁化强度从51降至20 emu g⁻¹。

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体外响应性 ​

  • 横向弛豫率（r₂）：NRMP的r₂从64.3降至27.9 mM⁻¹ s⁻¹，显示出对NO浓度的敏感性。
  • 选择性：NRMP对NO表现出高选择性，抗干扰能力强。 image.png

体内成像性能 ​

  • 肿瘤成像：在小鼠肿瘤模型中，NRMP实现了高对比度的T₂加权MRI成像。

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  • NO定量：通过T₂ MRI信号强度与NO浓度的校准曲线，定量肿瘤中的NO水平。 image.png

NO对肿瘤免疫和生长的剂量依赖效应 ​

  • 免疫细胞分析：高剂量NO显著增加了肿瘤中成熟树突状细胞和CD8⁺ T细胞的数量。

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  • 肿瘤生长抑制：高剂量NO显著抑制了肿瘤生长，低剂量NO则促进肿瘤生长。

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这项研究展示了NO响应性磁探针在体内NO检测和肿瘤免疫研究中的巨大潜力，为癌症免疫治疗提供了新的工具和方法。详细信息可以在这里找到。

参考文献 ​

Lu, C.; Liao, S.; Chen, B.; Xu, L.; Wu, N.; Lu, D.; Kang, H.; Zhang, X.-B.; Song, G. Responsive Probes for in Vivo Magnetic Resonance Imaging of Nitric Oxide. Nat. Mater. 2024. https://doi.org/10.1038/s41563-024-02054-0.