近红外二区荧光/双生物发光多模态成像技术用于体内可视化移植干细胞的定位、存活及分化情况

摘要： 移植干细胞的体内分布、存活能力及分化潜能是干细胞治疗疗效的关键因素。本研究成功开发了一种覆盖400-1700纳米可见光与第二近红外窗口的NIR-II荧光/双生物发光多模态成像方法，用于实时监测颅骨缺损小鼠模型中人骨髓间充质干细胞（hMSCs）的定位、存活及成骨分化过程。通过第二近红外窗口的外源性Ag2S量子点荧光成像技术，实现了移植hMSCs长期生物分布的可视化；利用内源性红色萤火虫荧光素酶（RFLuc）生物发光成像（BLI）和Ⅰ型胶原启动子驱动的海肾荧光素酶（GLuc）BLI，分别报告移植hMSCs的存活状态与成骨分化进程。该多通道成像系统不仅能直接观测移植hMSCs的多种动态生物学行为，还可明确免疫抑制及骨形态发生蛋白2对其存活与成骨分化的促进作用。这种新型多模态成像技术显著提升了移植干细胞命运追踪与疗效评估的多功能分析能力，有助于优化干细胞再生疗法并推动其临床转化。