目前，肺纤维化的发病率和死亡率逐年增加，同时，临床上仍缺乏有效的治疗手段。研究表明，间充质干细胞可通过包括旁分泌作用、线粒体转移和诱导巨噬细胞极化在内的多种机制治疗肺部炎症并缓解肺纤维化的进程。但目前干细胞治疗仍面临着移植后干细胞难以监测、在肺部滞留时间短和存活率低等问题。
针对上述问题，中国科学院上海硅酸盐研究所陈航榕研究员和马明副研究员团队利用“金属卟啉诱导多尺度自组装”策略构建了一种新型多功能探针，用于辅助干细胞治疗。该复合探针由具有临床应用潜力的原卟啉氯化钴（CoPP）、金纳米颗粒和超顺磁Fe3O4纳米颗粒三种功能组分构成，并借助无铜点击化学实现对干细胞的高效生物正交标记。该自组装纳米探针无需借助额外载体和表面活性剂，可在较低剂量下有效发挥每个组分的相应功能。具体来说，该纳米探针所具有的CT造影成像和磁操控两种功能分别解决了干细胞在肺部难以监测和滞留时间短的问题；探针在干细胞微环境中通过缓释抗氧化药物CoPP有效提高干细胞的存活率和修复效果等。通过进一步构建肺纤维化小动物模型，证实了相较于单独干细胞治疗组，这种多功能自组装纳米探针介导的干细胞治疗能够显著缓解纤维化症状并促进肺功能恢复，具有良好的临床应用潜力。
相关研究成果近期以“Cobalt protoporphyrin-induced nano-self-assembly for CT imaging, magnetic-guidance, and antioxidative protection of stem cells in pulmonary fibrosis treatment”为题发表在Bioactive Materials（2023,21,129）期刊上。论文第一作者为2018级硕博连读研究生舒一盟，通讯作者为马明副研究员和陈航榕研究员。
研究团队此前与上海交通大学医学院附属第一人民医院、上海交通大学生物医学工程学院等单位研究人员紧密合作，在多功能自组装体介导的干细胞治疗方向开展了系列研究，其中，在Nano Today期刊系统综述了近年来基于纳米颗粒的干细胞标记策略及用于可视化疾病治疗等研究进展，为相关领域研究提供了参考。
以上研究得到了国家自然科学基金、上海市基础重点研究项目、上海市启明星项目、中国科学院青年创新促进会等项目支持。
相关链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X22003383
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1748013220300669
（a）多功能探针的制备示意图；（b）探针用于标记干细胞和肺纤维化治疗应用示意图；（c）碗状多功能探针的TEM图像;（d）高角环形暗场像照片和元素分布图像；（e）多功能探针标记干细胞后的显微图像，红色箭头表示细胞内的探针颗粒。
