加州大学戴维斯分校的研究人员在使用磁共振成像技术从正常组织中挑选出非常小的肿瘤方面取得了重大进展。该研究成果于5月25日发表在《自然纳米技术》杂志上。

在磁共振成像(MRI)上产生信号的化学探针可用于靶向和成像肿瘤。这项新的研究基于一种称为磁共振调谐的现象，该现象发生在两个纳米级磁性元件之间。一种用于增强信号，另一种则将其猝灭。先前的研究表明，淬灭取决于磁性元件之间的距离。这为通过MRI对各种生物过程进行非侵入性和敏感的研究提供了新的可能性。

加州大学戴维斯分校的研究小组创建了一个探头，该探头会产生两个相互抑制的磁共振信号，直到它们到达目标为止，这时它们都会增加肿瘤与周围组织之间的对比度。他们称之为双向磁共振调谐(TMRET)。

结合专门开发的成像分析软件，双信号技术使研究人员能够以大大提高的灵敏度挑选出小鼠模型中的脑瘤。

加州大学戴维斯分校医学院和综合癌症中心的生物化学与分子医学副教授李元培说：“这是一个重大进步。”“这可能有助于发现非常小的早期肿瘤。”

两个磁性元件

加州大学戴维斯分校的团队开发的探针包含两个成分：超顺磁性氧化铁(SPIO)的纳米颗粒和脱镁变色素α-顺磁性锰(P-Mn)，它们被包裹在脂质膜中。SPIO和P-Mn均会在MRI上发出强而独立的信号，但只要它们在物理上靠在一起，这些信号往往会相互抵消或淬灭。当颗粒进入肿瘤组织时，脂肪包膜破裂，SPIO和P-Mn分离，并且两种信号均出现。

Li的实验室专注于MRI探针的化学，并开发了一种处理数据和重建图像的方法，他们称之为双对比度增强减影成像(DESI)。但是，由于他们在物理机制方面的专业知识，他们联系了加州大学戴维斯分校物理系的刘凯教授和尼古拉斯·库罗教授(刘现在在乔治敦大学)。物理学家帮助阐明了TMRET方法的机理并完善了该技术。

研究人员在脑和前列腺癌细胞以及小鼠的培养物中测试了该方法。对于大多数MRI探头，来自肿瘤的信号强度是正常组织的两倍-“肿瘤与正常比例”为2或更小。使用新的双对比剂纳米探针，Li及其同事可以获得的肿瘤与正常比例高达10。

李说，研究小组有兴趣将研究成果转化为临床用途，尽管这需要大量工作，包括毒理学测试和扩大生产规模，然后才能申请研究性新药批准。