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In vivo tracking of human adipose-derived stem cells labeled with ferumoxytol in rats with middle cerebral artery occlusion by magnetic resonance imaging

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Neural Regeneration Research 2015年第6期10卷 909-915页

作者： Yan Yin Xiang Zhou Xin Guan Yang Liu Chang-bin Jiang Jing Liu Department of Neurology the Second Affiliated Hospital of Dalian Medical University Department of Neurology the First Affiliated Hospital of Dalian Medical University College of Life Sciences Liaoning Normal University Regenerative Medicine Center First Affiliated Hospital of Dalian Medical University

ferumoxytol, an iron replacement product, is a new type of superparamagnetic iron oxide ap- proved by the US Food and Drug Administration. Herein, we assessed the feasibility of tracking transplanted human adipose-derived stem cells labeled with ferumoxytol in middle cerebral artery occlusion-injured rats by 3.0 T MRI in vivo. 1 × 104 human adipose-derived stem cells labeled with ferumoxytol-heparin-protamine were transplanted into the brains of rats with middle cerebral artery occlusion. Neurologic impairment was scored at 1, 7, 14, and 28 days after transplantation. T2-weighted imaging and enhanced susceptibility-weighted angiography were used to observe transplanted cells. Results of imaging tests were compared with results of Prussian blue staining. The modified neurologic impairment scores were significantly lower in rats transplanted with cells at all time points except I day post-transplantation compared with rats without transplantation. Regions with hypointense signals on T2-weighted and enhanced susceptibility-weighted angiography images corresponded with areas stained by Prussian blue, suggesting the presence of superparamagnetic iron oxide particles within the engrafted cells. Enhanced susceptibility-weighted angiography image exhibited better sensitivity and contrast in tracing ferumoxytol-heparin-protamine-labeled human adipose-derived stem ceils compared with T2-weighted imaging in routine MRI.

关键词： nerve regeneration brain injury neuroimaging ferumoxytol superparamagnetic ironoxide particles human adipose-derived stem cells middle cerebral artery occlusion intracerebralinjection magnetic resonance imaging enhanced susceptibility-weighted angiography image modifiedneurological severity scores rats Prussian blue staining neural regeneration

The Efficacy of ferumoxytol in Peritoneal Dialysis Patients: A Short Scientific Report

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Open Journal of Nephrology 2014年第2期4卷 100-102页

作者： Sayed Husain Hani Judeh Manaf Alroumoh Farhana Yousaf Prince Mohan Ahla Husain Chaim Charytan Bruce Spinowitz Cape Fear Valley Hospital NC Fayetteville USA Columbia Medical University New York USA New York Hospital Queens New York USA South Texas Regional Medical Center San Antonio USA St. Luks/Roosevelet Hospital New York USA

One of the major elements contributing to anemia in Chronic Kidney Disease (CKD) patients is iron deficiency. Iron supplementation in oral form is often not tolerated and ineffectively absorbed. Intravenous (IV) infusion is time consuming and is inconvenient in Peritoneal Dialysis (PD) patients self-treating at home. A new preparation of iron, ferumoxytol, is a carbohydrate-coated, paramagnetic iron oxide nanoparticle, which can be administered as a bolus intravenous injection, allowing the PD patient to more easily comply with current IV iron dosing regimens. Few studies have been done to evaluate the efficacy of ferumoxytol in PD population. We retrospectively reviewed the medical records of peritoneal dialysis patients who received at least one dose of ferumoxytol between January 2010 and August 2010 and observed that 17 patients showed an improvement in hemoglobin (Hb) to 1 gm/dl within a month of treatment along with a decrease in epoetin dosage in subsequent weeks.

关键词： Anemia ferumoxytol Peritoneal Dialysis

ferumoxytol调节MDSCs影响晚期脓毒症免疫抑制状态的探索

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Ferumoxytol调节MDSCs影响晚期脓毒症免疫抑制状态的探索

作者：薛雅娴南京大学

学位级别：硕士

髓源抑制性细胞(Myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)是一群异质性的未成熟骨髓细胞群体,具有强大的免疫抑制能力。目前关于MDSCs的大多数认知源于癌症研究,但近年来,在炎症、烧伤和自身免疫性疾病等急性和慢性炎性疾病中也发现了 ... 详细信息

髓源抑制性细胞(Myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)是一群异质性的未成熟骨髓细胞群体,具有强大的免疫抑制能力。目前关于MDSCs的大多数认知源于癌症研究,但近年来,在炎症、烧伤和自身免疫性疾病等急性和慢性炎性疾病中也发现了 MDSCs的大量扩增。MDSCs由两大类细胞群体组成,即粒样MDSCs(G-MDSCs)和单核样MDSCs(M-MDSCs),这两类细胞群体可通过产生iNOS、ROS和Arg-1来发挥免疫抑制功能。脓毒症是宿主面临严重且危及生命的感染时发生的紊乱的炎症反应,伴随着威胁生命的多器官功能障碍,是重症监护病房中常见的死亡原因。脓毒症患者初期表现强烈的炎症反应,后期会迅速呈现出长期免疫抑制状态。已有文献报道在小鼠脓毒症模型的脾脏和淋巴结中以及脓毒症患者体内出现MDSCs的大量扩增。MDSCs数量的增加与淋巴细胞增殖的抑制相关,在LPS诱导的脓毒症小鼠中,MDSCs在骨髓中获得其表型然后迁移至次级淋巴器官以抑制T细胞应答及其增殖。虽然激活免疫抑制细胞对于适当控制先天性免疫系统的过度反应是非常重要的,但免疫抑制细胞如MDSCs的过度生成会导致机体进入免疫抑制的状态,致使脓毒症患者无法抵御继发性感染,从而导致患者晚期的死亡率大大增加。目前认为,大多数晚期脓毒症患者的死亡原因是由晚期脓毒症的免疫抑制所引起的。因此,如何改善晚期脓毒症的免疫状态就成为迫切需要解决的问题。可见,消除MDSCs的过度免疫抑制及恢复免疫应答可能对晚期脓毒症的缓解能起到一定程度的有益作用。ferumoxytol是一种经美国食品药品监督管理局(FDA)批准的铁补充剂,也被广泛用作核磁共振成像(MRI)中的造影剂和药物载体。已有研究表明ferumoxytol具有免疫调节功能,它可以诱导M2型巨噬细胞向高表达CD86及TNFa的M1型巨噬细胞转变。目前对ferumoxytol的研究主要集中在其对肿瘤中巨噬细胞的作用,而对其它免疫细胞的影响尚未见报道。故本研究分析了 ferumoxytol对MDSCs数量及功能的作用,探讨了 ferumoxytol通过MDSCs对LPS诱导的小鼠脓毒症晚期症状改善的作用机制,发现ferumoxytol可通过减少MDSCs的数量并减弱其免疫抑制功能来改善LPS诱导的小鼠脓毒症晚期阶段的免疫抑制状态。详细结果如下所述:1、ferumoxytol可通过下调Arg-1和ROS减弱MDSCs的免疫抑制功能。已经发现ferumoxytol可以通过诱导巨噬细胞极化为M1型巨噬细胞并伴随着炎症反应来抑制肿瘤的生长,这表明ferumoxytol具有免疫调节的功能。我们首先利用免疫磁珠细胞分选技术检测了 MDSCs对ferumoxytol的吞噬能力;为了评估ferumoxytol对MDSCs的影响,我们诱导生成骨髓来源的MDSCs,加入ferumoxytol,收集细胞通过qPCR检测ferumoxytol处理后MDSCs功能基因表达的变化,并采用流式细胞仪检测了 ferumoxytol处理的MDSCs中ROS水平以及细胞亚群的变化;为了评估ferumoxytol对MDSCs分化的作用,我们采用流式细胞仪检测了经ferumoxytol处理1、3、5天后MDSCs中巨噬细胞比例的变化情况。结果表明,MDSCs能够吞噬磁性纳米颗粒—ferumoxytol,且ferumoxytol可通过下调Arg-1和ROS减弱MDSCs的免疫抑制功能,并降低G-MDSCs的比例但却升高M-MDSCs的比例;且ferumoxytol具有促进MDSCs分化成熟为巨噬细胞的作用,即在第5天时约1/5的MDSCs分化成为巨噬细胞。虽然我们没有研究这些巨噬细胞的表型,但基于前人的研究我们猜测它们可能是促炎的M1型。这些结果表明ferumoxytol可诱导MDSCs的分化和成熟。2、ferumoxytol可通过降低MDSCs的数量并减弱其免疫抑制功能恢复T细胞的数量,进而缓解小鼠晚期脓毒症的症状。已有文献报道在LPS诱导的脓毒症小鼠中,MDSCs在骨髓、脾脏和淋巴结中大量扩增从而抑制T淋巴细胞的增殖和功能;在脓毒症患者体内M-MDSCs和G-MDSCs的扩增在很大程度上导致了 T细胞的功能障碍。已知ferumoxytol由铁核及包裹在其上的碳水化合物外壳组成,被细胞吞噬后,ferumoxytol的外壳被溶酶体降解,释放的铁会以含铁血红素和/或铁蛋白的形式存在,可能降低了 ferumoxytol的毒性。据报道,ferumoxytol在患者或动物模型中不会对肝脏产生毒性,并且通常可以在两个月内完全代谢掉。为了研究ferumoxytol对小鼠晚期脓毒症的作用,我们建立了 LPS诱导的小鼠脓毒症模型,检测小鼠血清中生化指标AST及ALT的含量,

关键词：脓毒症 MDSCs ferumoxytol

PLL-ferumoxytol标记小鼠胰岛β细胞系MIN6的细胞生物学研究

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PLL-Ferumoxytol标记小鼠胰岛β细胞系MIN6的细胞生物学研究

作者： Silvany Simone Sanches Tavares（银帆）东南大学

学位级别：硕士

糖尿病是公共卫生中最主要的问题之一。尽管胰岛素治疗改善了糖尿病的短期疗效,然而糖尿病患者持续出现一般性和破坏性的并发症,目前克服这些并发症的唯一选择通常是胰岛移植,这种治疗可以保持恒定的葡萄糖稳态,而不需要外源性胰岛素,... 详细信息

糖尿病是公共卫生中最主要的问题之一。尽管胰岛素治疗改善了糖尿病的短期疗效,然而糖尿病患者持续出现一般性和破坏性的并发症,目前克服这些并发症的唯一选择通常是胰岛移植,这种治疗可以保持恒定的葡萄糖稳态,而不需要外源性胰岛素,但胰岛移植依然面临胰岛丢失、β细胞功能紊乱等挑战。新方法的开发是必要的,不仅是为了控制代谢不规则,还可能增加形成的β细胞数量或减少细胞死亡。作为确定更好的糖尿病治疗方法的一个原因,科学家们要求获得有效的胰岛移植的方法。超顺磁性氧化铁纳米粒（SPIONs）是目前应用最广泛的生物医用材料,已被用于监测胰岛移植和功能。据我们所知,很少有研究集中在SPIONs增强胰岛β细胞功能的生物学效应上。研究将多聚赖氨酸（Poly-L-lysine,PLL）与本课题组自行制备的超顺磁性氧化铁纳米粒子ferumoxytol结合,利用PLL修饰的ferumoxytol标记小鼠胰岛β细胞系MIN6细胞,初步探索其标记MIN6细胞的可行性、标记效率,以及生物安全性等。为未来寻找安全、有效的胰岛移植治疗糖尿病的示踪技术奠定基础。培养小鼠胰岛β细胞系MIN6,使用PLL修饰的ferumoxytol和ferumoxytol与细胞共孵育标记细胞。采用CCK-8法检验MIN6细胞的活力与增殖。肌动蛋白丝和细胞核染色观测细胞内部细胞骨架的形貌。普鲁士蓝染色和透射电镜观察被标记的细胞内铁颗粒的分布情况。使用葡萄糖刺激胰岛素释放试验对标记后MIN6细胞的胰岛素分泌功能进行检验和评估。研究结果显示,未标记组、ferumoxytol和PLL-ferumoxytol组之间,MIN6细胞的细胞形貌无明显差异。与200μg/m L PLLferumoxytol共孵育24h后,细胞的增殖倍数有显著增强。其余组别之间细胞活性及增殖无明显差异,且活/死荧光染色结果显示,不同组别的细胞均维持了较高的活性。F-肌动蛋白染色结果显示,标记后的细胞骨架特性未有显着差异。普鲁士蓝染色结果显示,PLL-ferumoxytol标记组细胞胞质内呈现蓝色铁颗粒,TEM结果进一步验证了铁颗粒的分布情况。同时,葡萄糖刺激胰岛素释放试验结果显示,添加纳米粒子对MIN6细胞胰岛素释放功能无显著影响。制备的PLL-ferumoxytol具有良好的生物相容性和超顺磁性,能够有效标记小鼠MIN6细胞,对细胞的活性和功能无显著性影响,可以进一步应用于胰岛细胞移植的磁标记物并应用于MRI活体示踪,为未来寻找安全、有效的胰岛移植治疗糖尿病的示踪技术奠定基础。

关键词： ferumoxytol PLL-ferumoxytol 胰岛β细胞胰岛移植

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静注铁替代治疗药ferumoxytol

药学进展 2007年第3期31卷 139-140页

作者：范鸣

专门开发用于药物制剂的超顺磁氧化铁纳米粒的美国Advanced Magnetics公司最近开发出其第一个治疗产品———静注铁替代治疗药ferumoxytol,该产品为一种静注生物可利用铁,能较口服铁补剂更高效地补充体内铁的贮存需要,而无常见副作用;... 详细信息

专门开发用于药物制剂的超顺磁氧化铁纳米粒的美国Advanced Magnetics公司最近开发出其第一个治疗产品———静注铁替代治疗药ferumoxytol,该产品为一种静注生物可利用铁,能较口服铁补剂更高效地补充体内铁的贮存需要,而无常见副作用;与目前市场上的其他静注铁替代治疗产品(如蔗糖铁注射剂Venofer和葡萄糖酸铁钠配合物的蔗糖注射剂Ferrlecit)相比,它在给药(静注)时间和可给病人提供的铁剂量方面均更具机动性,市场上的这些产品注射给药需约15分钟,而本品只需17秒钟。目前市场上的这两个产品的年综合市场价值达约4.50亿美元。一项临床比较研究中,29名正接受长期血液透析和至少4周的促红细胞生成素治疗的贫血性肾病患者分别静注本品(128mg,8次,或510mg,2次)和口服硫酸亚铁(325mg,tid,持续2周),其中本品采用快速输注[可达30mg/(mL.s)],且在透析的最初30分钟内使用。结果显示,本品两个剂量组病人的血红蛋白和转铁蛋白饱和度(TSAT)的增加大于硫酸亚铁组,且本品高剂量组病人的TSAT由治疗前水平增至最大值尤为明显;本品安全性良好,不影响血压。最近于美国圣迭哥召开的美国肾...

关键词：静注铁替代治疗药 ferumoxytol 慢性肾病

PLL-ferumoxytol标记小鼠胰岛β细胞系MIN6的生物活性研究

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东南大学学报（医学版） 2020年第6期39卷 697-704页

作者： Silvany Simone Sanches TAVARES 张淼祝晓阳顾宁东南大学生物科学与医学工程学院生物电子学国家重点实验室江苏省生物材料与器件重点实验室江苏南京210009

目的:将多聚赖氨酸(PLL)与本课题组自行制备的超顺磁性氧化铁纳米粒子ferumoxytol结合,利用PLL修饰的ferumoxytol标记小鼠胰岛β细胞系MIN6细胞,初步探索其标记MIN6细胞的可行性、标记效率以及生物安全性等。方法:用ferumoxytol及PLL修... 详细信息

目的:将多聚赖氨酸(PLL)与本课题组自行制备的超顺磁性氧化铁纳米粒子ferumoxytol结合,利用PLL修饰的ferumoxytol标记小鼠胰岛β细胞系MIN6细胞,初步探索其标记MIN6细胞的可行性、标记效率以及生物安全性等。方法:用ferumoxytol及PLL修饰的ferumoxytol与小鼠胰岛β细胞系MIN6细胞共孵育标记细胞,采用细胞增殖检测试剂盒(CCK-8)实验检验MIN6细胞的活力与增殖情况,利用肌动蛋白丝染色观测细胞内部细胞骨架的形貌,普鲁士蓝染色和透射电镜观察被标记的细胞内铁颗粒的分布情况,使用葡萄糖刺激胰岛素释放试验(GSIS)对标记后MIN6细胞的胰岛素合成及分泌功能进行检验和评估。结果:标记后细胞与对照组的形貌以及细胞骨架特性均无显著差异,且均维持了较高活性。添加200μg·ml^-1 PLL-ferumoxytol共培养24 h可以显著促进细胞增殖。PLL-ferumoxytol标记组细胞胞质内呈现蓝色铁颗粒,透射电镜结果进一步验证了铁颗粒的分布情况。此外,添加纳米粒子对MIN6细胞胰岛素合成与释放功能无显著影响。结论:本研究小组自行制备的PLL-ferumoxytol具有良好的生物相容性,能够有效标记小鼠MIN6细胞,对细胞的活性和功能无显著性影响,可以进一步用作胰岛细胞移植的磁标记物并应用于MRI活体示踪。

关键词： ferumoxytol 多聚赖氨酸-ferumoxytol MIN6细胞胰岛移植小鼠