干细胞疗法在各种再生医学应用中具有巨大潜力。然而，临床干细胞治疗在评估体内植入细胞的位置和功能状态方面受到严重限制。因此，非常需要纵向的、无创的干细胞监测。乔治亚理工学院/埃默里大学医学院Stanislav Y. Emelianov和C. Ross Ethier介绍了一种多学科方法，将纳米传感器增强的干细胞标记与超声引导的光声（US/PA）成像相结合，用于移植干细胞命运的空间跟踪和功能评估。

本文要点

（1）纳米传感器结合了一个肽序列，该肽序列被哺乳动物细胞凋亡的主要效应酶胱天蛋白酶-3选择性切割；这种切割事件导致标记的细胞在第一近红外（NIR）窗口中显示出增强的光学吸收。在细胞凋亡过程中，来自标记细胞的PA信号增加了2.4倍，同时还实现了细胞定位。

（2）研究在体内成功追踪了小鼠后肢缺血模型中间充质干细胞的位置和凋亡状态2周，证明在促凋亡（缺血）条件下，PA信号和第一个NIR窗口的光谱斜率变化增加了4.8倍。该纳米传感器可以对干细胞的位置和凋亡进行纵向、非侵入性和非离子监测，这比目前的终点监测方法（如活检和切除组织的组织学染色）有了显著改进。

Anamik Jhunjhunwala, et al. In Vivo Photoacoustic Monitoring of Stem Cell Location and Apoptosis with Caspase-3-Responsive Nanosensors. ACS Nano. 2023

DOI：10.1021/acsnano.3c04161

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c04161