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Gao S, Zhao L, Fan Z, Kodibagkar VD, Liu L, Wang H, Xu H, Tu M, Hu B, Cao C, Zhang Z, Yu JX. In Situ Generated Novel 1H MRI Reporter for β-Galactosidase Activity Detection and Visualization in Living Tumor Cells. Front Chem 2021; 9:709581. [PMID: 34336792 PMCID: PMC8321238 DOI: 10.3389/fchem.2021.709581] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.3] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/14/2021] [Accepted: 06/16/2021] [Indexed: 12/24/2022] Open
Abstract
For wide applications of the lacZ gene in cellular/molecular biology, small animal investigations, and clinical assessments, the improvement of noninvasive imaging approaches to precisely assay gene expression has garnered much attention. In this study, we investigate a novel molecular platform in which alizarin 2-O-β-d-galactopyranoside AZ-1 acts as a lacZ gene/β-gal responsive 1H-MRI probe to induce significant 1H-MRI contrast changes in relaxation times T 1 and T 2 in situ as a concerted effect for the discovery of β-gal activity with the exposure of Fe3+. We also demonstrate the capability of this strategy for detecting β-gal activity with lacZ-transfected human MCF7 breast and PC3 prostate cancer cells by reaction-enhanced 1H-MRI T 1 and T 2 relaxation mapping.
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Affiliation(s)
- Shuo Gao
- Center of Translational Medicine, Fifth School of Medicine/Suizhou Central Hospital, Hubei University of Medicine, Suizhou, China
| | - Lei Zhao
- Center of Translational Medicine, Fifth School of Medicine/Suizhou Central Hospital, Hubei University of Medicine, Suizhou, China
| | - Zhiqiang Fan
- Center of Translational Medicine, Fifth School of Medicine/Suizhou Central Hospital, Hubei University of Medicine, Suizhou, China
| | - Vikram D. Kodibagkar
- School of Biological and Health Systems Engineering, Arizona State University, Tempe, AZ, United States
| | - Li Liu
- Department of Radiology, University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas, Dallas, TX, United States
| | - Hanqin Wang
- Center of Translational Medicine, Fifth School of Medicine/Suizhou Central Hospital, Hubei University of Medicine, Suizhou, China
| | - Hong Xu
- Center of Translational Medicine, Fifth School of Medicine/Suizhou Central Hospital, Hubei University of Medicine, Suizhou, China
| | - Mingli Tu
- Center of Translational Medicine, Fifth School of Medicine/Suizhou Central Hospital, Hubei University of Medicine, Suizhou, China
| | - Bifu Hu
- Center of Translational Medicine, Fifth School of Medicine/Suizhou Central Hospital, Hubei University of Medicine, Suizhou, China
| | - Chuanbin Cao
- Center of Translational Medicine, Fifth School of Medicine/Suizhou Central Hospital, Hubei University of Medicine, Suizhou, China
| | - Zhenjian Zhang
- Center of Translational Medicine, Fifth School of Medicine/Suizhou Central Hospital, Hubei University of Medicine, Suizhou, China
| | - Jian-Xin Yu
- Center of Translational Medicine, Fifth School of Medicine/Suizhou Central Hospital, Hubei University of Medicine, Suizhou, China
- Biomedical Research Institute, Hubei University of Medicine, Shiyan, China
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Lozano-Torres B, Galiana I, Rovira M, Garrido E, Chaib S, Bernardos A, Muñoz-Espín D, Serrano M, Martínez-Máñez R, Sancenón F. An OFF–ON Two-Photon Fluorescent Probe for Tracking Cell Senescence in Vivo. J Am Chem Soc 2017. [DOI: 10.1021/jacs.7b04985] [Citation(s) in RCA: 102] [Impact Index Per Article: 14.6] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 01/02/2023]
Affiliation(s)
- Beatriz Lozano-Torres
- Instituto
Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular
y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Valencia, Spain
- Unidad
Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades
y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València, Centro de Investigación Príncipe Felipe, Valencia, Spain
- CIBER de Bioingeniería,
Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN)
- Unidad
Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores. Universitat Politècnica de València, IIS La Fe, Valencia, Spain
| | - Irene Galiana
- Instituto
Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular
y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Valencia, Spain
- Unidad
Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades
y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València, Centro de Investigación Príncipe Felipe, Valencia, Spain
- CIBER de Bioingeniería,
Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN)
- Unidad
Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores. Universitat Politècnica de València, IIS La Fe, Valencia, Spain
| | - Miguel Rovira
- Tumor
Suppression Group, Spanish National Cancer Research Centre (CNIO), Madrid, Spain
| | - Eva Garrido
- Instituto
Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular
y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Valencia, Spain
- Unidad
Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades
y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València, Centro de Investigación Príncipe Felipe, Valencia, Spain
- CIBER de Bioingeniería,
Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN)
- Unidad
Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores. Universitat Politècnica de València, IIS La Fe, Valencia, Spain
| | - Selim Chaib
- Tumor
Suppression Group, Spanish National Cancer Research Centre (CNIO), Madrid, Spain
| | - Andrea Bernardos
- Instituto
Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular
y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Valencia, Spain
- Unidad
Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades
y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València, Centro de Investigación Príncipe Felipe, Valencia, Spain
- CIBER de Bioingeniería,
Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN)
- Unidad
Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores. Universitat Politècnica de València, IIS La Fe, Valencia, Spain
| | - Daniel Muñoz-Espín
- Tumor
Suppression Group, Spanish National Cancer Research Centre (CNIO), Madrid, Spain
- CRUK
Cancer Centre Early Detection Programme, Department of Oncology, University of Cambridge, Hutchison/MRC Research Centre, Cambridge, U.K
| | - Manuel Serrano
- Tumor
Suppression Group, Spanish National Cancer Research Centre (CNIO), Madrid, Spain
| | - Ramón Martínez-Máñez
- Instituto
Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular
y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Valencia, Spain
- Unidad
Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades
y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València, Centro de Investigación Príncipe Felipe, Valencia, Spain
- CIBER de Bioingeniería,
Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN)
- Unidad
Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores. Universitat Politècnica de València, IIS La Fe, Valencia, Spain
| | - Félix Sancenón
- Instituto
Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular
y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Valencia, Spain
- Unidad
Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades
y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València, Centro de Investigación Príncipe Felipe, Valencia, Spain
- CIBER de Bioingeniería,
Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN)
- Unidad
Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores. Universitat Politècnica de València, IIS La Fe, Valencia, Spain
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