[发明专利]一种靶向线粒体的造影剂分子作为T2

说明书

本发明公开了一种靶向线粒体的造影剂分子作为T₂造影剂的用途，所述靶向线粒体的造影剂分子包括用于结合细胞线粒体的具有‑P⁺(X₁)(X₂)(X₃)结构通式的鏻阳离子和用于增强磁共振成像对比度的造影单元超顺磁金属络合物。本发明还公开了一种靶向线粒体的造影剂分子及其制备方法，其中一个或多个‑P⁺(X₁)(X₂)(X₃)阳离子通过树枝型或线型分子结合1～8个超顺磁金属络合物分子，同时使用连接子和间隔子改善‑P⁺(X₁)(X₂)(X₃)阳离子与树枝型或线型分子及树枝型或线型分子与超顺磁金属络合物之间的空间结构。本发明进一步公开了一种用所述靶向线粒体的造影剂分子标记的磁标记细胞，和磁标记细胞与支架材料的结合体，以及用它们进行磁共振影像活体示踪方法。

技术领域

本发明涉及医学影像领域，特别涉及一种靶向线粒体的造影剂分子作为磁共振T₂造影剂的用途，本发明还涉及一种靶向线粒体的造影剂分子，用其标记的磁标记细胞，和磁标记细胞与支架材料的结合体，以及用它们进行磁共振影像(Magnetic ResonanceImaging，MRI)活体示踪方法。

背景技术

干细胞再生医疗是一个新兴的生物医学领域，其基本思路是通过诱导移植体内的干细胞定向分化，实现对受损组织和器官的再生修复。在干细胞再生医疗过程中，需要实时跟踪干细胞移植体内后的存活、迁移和归巢、定向分化等生理行为，对干细胞进行准确的组织生物学分布示踪，并区分内外源干细胞、自我更新产生的干细胞及分化产生的功能细胞，从而深入认识干细胞在体内的迁移、繁殖、分裂与分化等生理过程，而这对于干细胞生物学基础研究，及在临床上进行疗效观察和功能恢复的评估，都具有非常重要的意义。

磁共振影像作为具有高空间分辨率和软组织对比度且无电离辐射风险的非损伤活体影像技术，是示踪干细胞体内维持与分化过程的最有潜力的技术。磁共振影像是基于不同生物组织中水质子的自旋磁矩在均匀磁场中有序排列过程形成的磁矩受到特定的微波激发后，其纵向弛豫速率(1/T₁)或横向弛豫速率 (1/T₂)可能存在差异，导致回波的信号强度不同在影像中形成的对比度差异实现对生物体的细胞、组织和器官的结构和功能成像。在实际应用时，当不同组织的影像对比度接近时，还可以通过引入磁共振造影剂来改变特定组织如肿瘤组织中的水质子的驰豫速率，实现对该特定组织的成像。利用磁共振影像技术活体示踪干细胞首先也需要对干细胞进行磁标记，从而将它们从其周围的其它组织细胞中区分开来。

磁共振造影剂的引入通常会同时加快其所处组织中水质子的纵向弛豫速率和横向弛豫速率，但不同的磁共振造影剂加快两个弛豫速率的相对幅度存在较大的差异。这种差异导致有的磁共振造影剂适合用于MRI信号增强，称为T₁造影剂，有的适合用于MRI信号减弱，称为T₂造影剂。例如，通常情况下，钆络合物对水质子纵向弛豫速率的加速效应比对其横向弛豫速率的加速效应显著，有利于在T₁加权像下产生亮信号，增强T₁加权像的对比度，因此常被作为 T₁造影剂使用。超顺磁氧化铁(SPIO)纳米粒子对水质子横向弛豫速率的加速效应比对其纵向弛豫速率的加速效应显著得多，在T₂加权成像模式下产生暗信号，增强T₂加权像的对比度，是理想的T₂造影剂。另外，相同的造影剂分布在不同的生物界面上，其加快两个弛豫速率的相对幅度也可能存在较大的差异。如钆络合物以游离态或囊泡形式分布在细胞质中或在细胞质中与线粒体结合时，其对细胞水质子的纵向和横向弛豫速率的影响存在显著的不同。