[发明专利]宽荧光光谱和MRI双影像功能微球示踪间充质干细胞及应用

说明书

本发明涉及一种宽荧光光谱和MRI双影像功能微球示踪间充质干细胞，间充质干细胞内吞有宽荧光光谱和MRI双影像功能微球，宽荧光光谱和MRI双影像功能微球包括以下质量分数的各组分：聚合物70‑99.9％，荧光素0.05‑20％，钆剂0.05‑10％；聚合物为聚乙丙交酯‑聚乙二醇共聚物或聚苯乙烯。本发明还公开了上述间充质干细胞在制备骨缺损修复和/或骨质疏松疾病的示踪剂和/或治疗剂中的应用。本发明的微球能提供宽荧光光谱和MRI双影像功能，减少动物体内应用时的自体背景荧光的干扰，将所制微球与间充质干细胞共培养，制得宽荧光光谱和MRI双影像功能微球示踪间充质干细胞，并用于骨缺损、骨质疏松性骨缺损的修复和治疗。

技术领域

本发明涉及纳米荧光探针和干细胞技术领域，尤其涉及一种宽荧光光谱和MRI双影像功能微球示踪间充质干细胞及应用。

背景技术

目前，骨质疏松症、骨质疏松性骨折等疾病已经受到广泛关注的全球性公共健康问题，早期准确的诊断、合理的治疗以及治疗效果监测对预防或降低骨质疏松导致的脆性骨折至关重要。骨质疏松症的发病机理尚不明确，一般认为是由于骨稳态平衡被打破，破骨细胞和成骨细胞数目和功能失衡，骨吸收大于骨形成，而最终引起骨质疏松。骨质疏松症常伴间充质干细胞增殖和成骨分化能力的下降，成骨细胞成骨能力降低。从而导致骨量减少，局部出现骨质疏松性骨缺损。

人脐带间充质干细胞(MSCs)由新生儿脐带分离培养，来源丰富，取材方便。体外培养、体内植入均有多向分化潜能、增殖分化能力强、免疫原性低等特性，是骨组织工程中修复骨缺损的理想种子细胞。

近年来，寻求植入体内的人间充质干细胞标记和示踪方法，并且辨别受体中人间充质干细胞的生存情况，仍然是当今观察和评估干细胞应用于骨缺损修复的热点研究问题。大量研究表明将人间充质干细胞植入活体内，促进间充质干细胞成骨分化，改善骨质疏松部位的骨结构，有效修复疾病、创伤导致的骨或软骨缺损，在未来骨质疏松症的治疗中有着广泛的应用价值。

目前，具有优良光学特性并且运用于光学成像的纳米材料包括金纳米颗粒、量子点、多孔二氧化硅纳米颗粒、纳米碳管、聚合物荧光微球等，其中荧光微球示踪的优越性在于：稳定形态结构，粒径分布集中(50-300nm)；稳定而高效的发光效率；具有优良的生物降解性和生物相容性；小分子荧光素体内代谢率大大降低。因此，荧光微球示踪在分子影像技术领域得到广泛关注和高度重视。

荧光共振能量转移(FRET)是指在供体(Donor)基团受到激发后，偶极子介导的能量从供体转向受体(Acceptor)，光子未曾介入该过程，因此这一过程是非辐射性的。在供体分子被激发后，如果受体分子与供体分子距离合适(小于10nm)，处于激发状态下的供体会将能量转移给受体，诱使受体激发，在这个转移过程中，不会涉及到光子的发射和重新吸收。常用的荧光素如香豆素、吖啶橙、罗丹明、藻红蛋白之间能依次发生FRET效应，已被广泛应用于荧光探针等领域。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种宽荧光光谱和MRI双影像功能微球示踪间充质干细胞及应用，本发明的微球能提供宽荧光光谱和MRI双影像功能，减少动物体内应用时的自体背景荧光的干扰，将所制微球与间充质干细胞共培养，可对其进行示踪，并用于骨缺损、骨质疏松性骨缺损的修复和治疗。本申请中，荧光光谱即为公知的荧光发射光谱。

本发明提供了一种宽荧光发射光谱和MRI双影像功能微球示踪间充质干细胞，间充质干细胞内吞有宽荧光发射光谱和MRI双影像功能微球，宽荧光光谱和MRI双影像功能微球包括以下质量分数的各组分：聚合物70-99.9％，荧光素0.05-20％，钆剂0.05-10％；聚合物为聚乙丙交酯-聚乙二醇共聚物或聚苯乙烯。微球的粒径为50-300nm。