高亮度近红外AIE纳米探针示踪干细胞治疗辐射皮肤损伤
辐射皮肤损伤是癌症患者放射治疗中常见且严重的副作用。统计数据显示，临床接受放射治疗的病人中约有95%的病人发生电离辐射导致的皮肤损伤。已有动物实验研究证明干细胞移植是一项非常有前景的辐射损伤治疗手段，但是移植细胞在损伤部位的行为以及损伤修复机制尚未完全明了。随着分子影像技术的发展，能够对干细胞进行活体、连续和长期成像的示踪剂被认为是揭示干细胞治疗奥秘的有力工具。聚集诱导发光分子（aggregation-induced emission luminogens， AIEgens）是一类区别于传统有机荧光分子在聚集状态下荧光淬灭的特点，在分子聚集状态时发光大大增强的新型发光分子，是由唐本忠院士团队在2001年提出的原创概念，它破除了“聚集淬灭发光”的魔咒，从此开辟了有机发光材料新领域。
中国医学科学院＆北京协和医学院刘鉴峰教授课题组与南开大学丁丹教授课题组合作设计了具有高亮度近红外发光性能的AIE纳米探针用于示踪干细胞治疗放射性损伤。为了体内干细胞示踪的目的，作者设计了具有长波长吸收和发射的AIEgen。采用标志性的四苯乙烯（TPE）单元实现分子的AIE的特性，并通过电子给体（含甲氧基的芳胺）-受体（二氰基）结构中较强的分子内电荷转移赋予AIEgen高亮度近红外发光的性能。以两亲性脂质-PEG 2000-马来酰亚胺为包封基质，采用纳米沉淀策略将AIEgen制备成纳米粒（AIE dots）用于干细胞的体外标记。以罗丹明6G分子为对照，测得AIE dots的量子产率为33%，表明其体内应用时具有低背景发光和高组织穿透的潜质。
研究人员进一步开展了该AIE dots在示踪脂肪源性干细胞（ADSCs）治疗X射线辐射致皮肤损伤方面的应用。系列体外实验表明，AIE dots体外可稳定标记ADSCs，培养72 h无渗漏；具有良好的生物相容性，对干细胞增殖、多潜能分化性能以及辐射诱导的内皮细胞损伤修复能力无不利影响。X射线辐射致皮肤损伤小鼠模型实验结果显示，AIE dots标记可活体连续示踪ADSCs 18天以上；移植后30天仍可在荧光显微镜下单细胞显像移植ADSCs，有助于在分子水平上揭示干细胞的体内行为；且AIE dots标记并不影响ADSCs发挥对辐射损伤部位的再生修复能力。本研究将推动更多荧光细胞示踪剂的发展，为未来了解干细胞的体内作用机制提供新的思路和手段。论文第一作者为中国医学科学院放射医学研究所杨翠红副研究员和南开大学博士生倪翔，通讯作者为中国医学科学院放射医学研究所刘鉴峰研究员和南开大学丁丹教授。
