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新血管的生成（血管新生）对肿瘤的持续生长和转移至关重要。近期研究表明，抑制血管生长可延长某些患者的生存期，而通过非侵入性方式准确定量肿瘤内血管新生，有助于配合现有治疗方法，使医生快速评估治疗策略并及时调整。在《实验生物学与医学》（Experimental Biology and Medicine）期刊8月发表的文章中，Kessinger及其同事整合纳米技术、材料科学和临床核磁共振成像，开发出一种纳米级探针，可在临床前动物模型中非侵入性地观察并定量肿瘤内血管生长。该工作由博士生Chase Kessinger在其博士课题“癌细胞分子影像”中完成，并与美国德克萨斯大学西南医学中心的Jinming Gao及同事合作。

Gao博士指出：“肿瘤血管新生影像对于肿瘤早期诊断、分类及抗血管新生药物治疗评估至关重要。现有方法利用小分子显影剂进行动态增强MRI，可测量已成型肿瘤中显影剂通透性增加，但无法检测血管生成的早期阶段。我们利用双功能纳米探针，可观察到肿瘤特异性血管新生，该探针在血管生成早期即高度表达于肿瘤血管内。”

研究团队利用纳米技术，基于已知的超顺磁性氧化铁胶粒（直径50-70纳米），相比传统小分子试剂显著提高了MRI灵敏度。纳米探针表面连接有功能性的整合蛋白环形肽，可特异性结合肿瘤内过度表达的内皮细胞；同时探针带有荧光标记，用于确认是否靶向肿瘤内皮细胞。标记的纳米探针比未标记的更容易进入肿瘤细胞。与德克萨斯大学西南医学中心先进影像研究中心的Masaya Takahashi博士及同事合作，研究团队利用3D高分辨率方法观察到纳米胶粒聚集在肿瘤内。

Gao博士解释：“传统血管新生影像分析依赖对2D影像中热点进行密度评估，而3D高分辨率分析方法可将2D切片中的个别热点构建成3D空间结构，大幅提升血管鉴定和定量的准确性。”

在临床前动物肿瘤模型中，使用标记显影探针的MRI可观察到3D肿瘤内血管网络结构，增强信号能更准确地定量肿瘤内血管新生。相比未标记探针，标记的纳米探针对新生血管具有更好的显影特异性。这种标记纳米探针可为设计临床肿瘤血管新生诊断用的显影探针提供重要工具。

《实验生物学与医学》主编Steven R. Goodman表示：“Kessinger等人在纳米技术、材料科学和临床MRI交叉领域的工作，已产生一种纳米级探针，可在临床前模型中非侵入性观察并定量肿瘤内血管生长，这对临床观察肿瘤血管新生是一个重要工具。”