新发现：磁场驱动免疫细胞成为肿瘤“专职杀死”

zszhao

最新发表在《Nature Communications》上的一项研究认为，临床磁共振成像(MRI)系统在小鼠中可被用来引导特殊的细胞，可以将这些特殊的细胞引导到肿瘤部位，利用这些特殊细胞携带的溶瘤病毒可以杀死癌细胞，从而抑制肿瘤的生长。这些发现表明，在小鼠模型中，由MRI系统产生的磁场能够像GPS一样，为“杀手”提供肿瘤的定向位置信息，并为消灭癌细胞提供重要的先决条件，更深入的研究可能可以使用这种系统用于临床的癌症治疗。



临床磁共振成像MRI扫描仪一般在医院使用的较多，这种仪器可以利用强磁场来生成高分辨率的人体剖面图像。利用这些图像，可用来定位身体中的肿瘤。英国谢菲尔德大学的Munnita Muthana、Aneurin Kennerley及同事，使用小鼠的巨噬细胞作为载体，使其携带着溶瘤病毒，利用这种特殊的细胞可以用了杀死癌细胞。与此同时，让这种携带了溶瘤病毒的巨噬细胞吸收氧化铁纳米颗粒。这些携带着磁性材料的免疫细胞然后被注射到有前列腺肿瘤的小鼠体内。研究人员们通过利用一台MRI扫描仪，来生成脉冲化的磁场梯度，然后将能够杀灭癌症的特殊巨噬细胞向前列腺癌（或已经扩散到肺部的癌症）区域引导。

在磁场梯度效应下，这些携带了超强顺磁性的氧化铁纳米颗粒的特殊巨噬细胞在血液中开始移动。在磁场指引下，这些巨噬细胞从血液转移进入肿瘤区域。通过测试发现，小鼠肿瘤中的巨噬细胞渗入数量增加，并在缺血缺氧的肿瘤组织区域大量积累。通常这些肿瘤里面血管相对不多，很多药物无法非常有效地被投递到这些区域，但是这种磁场驱动的细胞定向则可以弥补这个缺点。通过磁场引导巨噬细胞的实验产生的最终效应是，前列腺肿瘤的生长受到了抑制。


虽然现有的临床MRI扫描仪有可能产生这样的磁场，但目前还不清楚这种方法对人类是否也会有效。不过使用磁场梯度引导细胞进入肿瘤区域的实验相当成功，适当的改进可能在人体中也有类似的效果。这种磁场驱动的巨噬细胞杀死癌细胞的方法存在两个好处，一是可以实时监控这些特殊巨噬细胞的位置，其二是可以非常精准地驱动这些携带了磁性纳米颗粒和溶瘤病毒的巨噬细胞进入指定的区域，有很好的选择性。因此这种利用磁场驱动巨噬细胞的方法可能会有非常高效的杀死癌细胞的效果。


Abstract
Cell-based therapy exploits modified human cells to treat diseases but its targeted application in specific tissues, particularly those lying deep in the body where direct injection is not possible, has been problematic. Here we use a magnetic resonance imaging (MRI) system to direct macrophages carrying an oncolytic virus, Seprehvir, into primary and metastatic tumour sites in mice. To achieve this, we magnetically label macrophages with super-paramagnetic iron oxide nanoparticles and apply pulsed magnetic field gradients in the direction of the tumour sites. Magnetic resonance targeting guides macrophages from the bloodstream into tumours, resulting in increased tumour macrophage infiltration and reduction in tumour burden and metastasis. Our study indicates that clinical MRI scanners can not only track the location of magnetically labelled cells but also have the potential to steer them into one or more target tissues.

原文链接：http://www.nature.com/ncomms/201 ... ull/ncomms9009.html
doi:10.1038/ncomms9009