Resovist标记大鼠骨髓间充质干细胞移植治疗脑梗死的磁共振成像监测

目的探讨MRI监测Resovist体外标记大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)移植治疗脑梗死后在脑内的分布及迁移。方法 16只大鼠随机分为对照组8只和移植组8只。BMSCs传至P3代后,Resovist体外标记BMSCs。采用改良Longa法制作大鼠脑梗死模型,移植组缺血对侧顸叶脑皮质移植Resovist标记的BMSCs,对照组不移植。2组大鼠均于移植后1 d和1、2、4周行MRI动态观察。移植后4周行脑组织HE染色及普鲁氏蓝染色。结果移植组大鼠移植后1 d和1、2、4周MRI序列上,均可显示缺血对侧半球移植的Resovist标记BMSCs所致的低信号,移植后2周可见沿胼胝体腹侧走行的线状低信号影,移植后4周细胞所致的彗星状改变更为明显,彗星尾向缺血侧延伸。脑组织普鲁氏蓝染色显示,移植组大鼠胼胝体内迁移的蓝染细胞呈条带状排列。结论临床应用型MRI可获得满意图像质量及实验数据,不仅可显示移植位点BMSCs所致的低信号,还可明确显示BMSCs经由胼胝体的迁移。     

菲立磁标记猪骨髓间充质干细胞自体肝内移植的MR成像

目的:探索标记细胞肝内移植后磁共振威像技术.方法:获取猪自体骨髓间充质干细胞,分离、培养.应用菲立磁(Feridex)标记细胞,普鲁士蓝染色鉴定,标记细胞组n=6)和未标记细胞组(n=4)行经门静脉行肝内移植,分别于移植前,移植后6h、3 d、7d行磁共振T1WI,T2WI,T2*WI序列成像,同时行组织切片普鲁士蓝染色结果:普鲁士蓝染色表明MSCs的标记率达接近100%,磁标记MSCs肝内移植后行磁共振T2*WI序列呈明显低信号改变,并持续至细胞移植后7 d,组织切片普鲁士蓝染色显示7 d后肝内仍有移植的磁标记细胞存在于肝实质及肝血窦中.结论:利用Feridex可以在体外成功标记猪骨髓间充质干细胞,肝脏移植后行磁共振可以对标记细胞进行活体成像.     

超声波促骨髓间充质干细胞心肌内归巢的实验研究

目的探讨超声微泡造影剂介导对猪骨髓干细胞（BMSC）心肌内移植归巢的影响。方法选取8只2月龄中国家猪随机分为对照组（A组，4只）和实验组（B组，4只）。分别抽取骨髓，体外分离、纯化，培养BMSC，超顺磁性氧化铁颗粒（SPIO）标记；介入法建立急性心肌梗死模型。B组超声微泡作用下移植Busc（1MHz，2W／cm^2，90s辐射）；A组不采用超声微泡干预BMSC移植过程。两组动物于术后24h活体行磁共振检查，对比BMSC移植，随后处死动物，取心肌梗死区、梗死周边区、正常区做病理切片，行HE染色及普鲁士蓝染色，心肌消化后涂片普鲁士蓝染色后计数BMSC。结果①SPIO成功标记干细胞，因此，活体行磁共振示踪BMSC成为可能。②磁共振：A组及B组在心肌梗死区和梗死周边区均见SHO标记的BMSC形成的低密度区，低信号区B组较A组多。③普鲁士蓝染色：两组心肌消化涂片染色，BMSC在B组较A组有明显地增加（P〈O．05）。结论超声联合微泡剂介导的猪自体BMSC心肌内移植有所增强，该方法为提高干细胞移植归巢效率提供一种新的思路。     

超顺磁性氧化铁活体动态示踪小型猪骨髓间充质干细胞的转归

目的探讨磁共振(MRI)下活体动态示踪小型猪骨髓间充质干细胞(MSCs)经冠脉移植治疗心肌梗死的可行性及移植后8周MSCs的转归。方法采用密度梯度离心法获取小型猪自体骨髓MSCs,用携带绿色荧光蛋白(GFP)基因的慢病毒载体转染MSCs,并用超顺磁性氧化铁(SPIO)体外标记MSCs-GFP。采用经皮球囊封堵法制备急性心肌梗死(AMI)模型,随机分为2组,MSCs移植组(n=8),经冠脉移植双标记的MSCs到小型猪心肌梗死区域,对照组(n=5),移植等量生理盐水,移植后24 h、3周、8周在MRI下进行活体动态示踪。8周后离体组织学观察大体形态学改变及移植细胞存留情况。结果普鲁士蓝染色显示25μg Fe/mL SPIO与0.8μl/mL阳离子脂质体联合对MSCs的标记率达95%～100%,标记后细胞活力和增值能力较前改变无统计学差异(P>0.05),对GFP的表达无影响,双标记细胞仍具备成骨、成脂及成心肌分化能力,心肌细胞表面标记物α-MHC和actinin表达阳性。双标记MSCs经冠脉移植后24 h,3周,8周MRI成像均可见梗死区域的室间隔有明显区别于周边组织的低信号,信号强度(SI)改变分别为52.98%±10.74%,21.53%±5.40%,6.23%±2.01%(P<0.05),对照组无可见低信号区域。组织学检查示MSCs移植组心梗瘢痕面积明显缩小(P<0.05),HE染色见心梗区域心内膜下出现再生心肌,普鲁士蓝染色可见有蓝色颗粒聚集,荧光显微镜下同一切片GFP表达阳性,CD68(单核巨噬细胞表面标记物)表达阴性。每高倍镜视野下心梗边缘区和梗死区的蓝色颗粒数分别为36.2±3.8和9.7±2.1(P<0.05)。对照组普鲁士蓝染色阴性。结论 GFP/SPIO双标记MSCs是安全的,且不改变干细胞的生物学特性。经冠脉移植双标记MSCs可在MRI成像下表现出理想的信号强度,示踪时间长达8周,MSCs移植可减小心梗瘢痕面积,促进心肌再生,8周后SPIO主要定居于心梗边缘区,仍存在于MSCs中,SPIO活体动态示踪小型猪骨髓MSCs?     

神经干细胞移植及人参川芎嗪注射液干预对脑梗死大鼠BDNF蛋白表达的影响

目的观察神经干细胞(NSCs)移植及人参川芎嗪注射液联合干预对脑梗死大鼠脑源性神经营养因子(BDNF)表达的影响。方法体外培养神经干细胞,健康SD大鼠60只,制作大鼠脑梗死模型(MCAQ),随机分为脑梗死组、NSCs移植组和联合组。免疫荧光法检测各组梗死侧BrdU标记NSCs的数目及迁移趋势;于移植前及移植后1周、2周、3周观察大鼠神经功能的变化;于移植后2周采用逆转录PCR反应法检测大鼠脑梗死组织中BDNF基因的表达水平,采用Western Blot法检测大鼠脑梗死组织中BDNF蛋白的表达水平。结果免疫荧光法检测结果显示,BrdU标记NSCs的数目较脑梗死组及NSCs移植组增多,差异有统计学意义(P0.05)。BBB行为学评分观察神经功能变化显示,移植前各组大鼠的神经学功能评分差异无统计学意义,移植后1周、2周、3周,联合组的神经功能恢复明显优于脑梗死组及NSCs移植组,差异有统计学意义(P0.05);逆转录PCR检测结果显示,移植后2周,联合组BDNF基因的表达水平明显高于脑梗死组及NSCs移植组,Western Blot法检测结果显示,联合组BDNF蛋白的表达水平明显高于脑梗死组及NSCs移植组,差异有统计学意义(P0.05)。结论神经干细胞移植及人参川芎嗪注射液联合干预能够促进脑梗死大鼠BDNF基因与蛋白的表达,改善脑梗死大鼠的神经功能。     

神经干细胞移植治疗脑出血大鼠模型时间窗的研究

目的研究神经干细胞移植治疗脑出血的时间窗。方法分离、培养大鼠海马神经干细胞，经Nestin免疫荧光鉴定，Brdu标记；25只SD大鼠制作脑出血模型，随机分为5组（1、2、3、4d移植组、模型组），分别在造模后第1、2、3、4d移植Brdu标记的神经干细胞于脑出血大鼠的患侧侧腔室下区（SVZ），模型组不移植，测试大鼠运动功能，14d时处死，取全脑固定、冰冻切片、Brdu免疫荧光染色，Brdu阳性细胞计数。结果各移植组大鼠神经功能缺损明显改善，2d移植组明显优于其他组（P〈0．01）；2d移植组Brdu阳性细胞数明显高于其它组（P〈0．05）。结论神经干细胞移植治疗脑出血能有效改善脑出血动物运动功能；脑出血后2d可能是神经干细胞移植的最佳时间点。     

磁共振成像对猪不同心脏状态下经冠状动脉干细胞移植后体内再分布的评价

目的 探讨磁共振成像在停跳与不停跳两种心脏状态下,对猪心肌梗死模型经冠状动脉注射骨髓间充质干细胞后全身各主要脏器干细胞早期再分布中的应用价值.方法 用带球囊导管经股动脉选择性插管至雌猪左冠状动脉前降支,在第二对角支的近端将球囊扩张90 min建立急性心肌梗死模型.模型建立后7 d,随机分为4组,分别为不停跳心脏细胞移植组(不停跳组,n=6)与对照组(n=6),停跳心脏细胞移植组(停跳组,n=6)与对照组(n=6).超顺磁氧化铁颗粒(SPIO)标记的干细胞移植3 d后,行磁共振T2*WI示踪检查.取动物心、肝、脾、肺、肾脏的标本,用实时定量聚合酶链反应检测雄性细胞特异性的SRY基因,切片进行普鲁士蓝染色,观察细胞在体内的分布和形态.结果 除肾脏外,心、脾、肝中干细胞移植组T2*值较对照组差异均有统计学意义,但移植组在不同心脏状态下不停跳组与停跳组心肌T2*值差异无统计学意义[(-7.81±2.03)ms比(-6.56±1.72)ms,P＞0.05],而不停跳组脾脏及肝脏的T2*值明显低于停跳组[脾脏:(-16.72±2.83)ms比(-22.18±3.98)ms,P＜0.01,肝脏:(-2.40±0.44)ms比(-5.32±3.40)ms,P＜0.05],在肾脏中两组差异无统计学意义.SRY基因在不停跳组及停跳组的脾脏及肝脏的表达差异有统计学意义,病理学检查见移植细胞呈普鲁士蓝染色阳性.结论 干细胞SPIO标记后,磁共振成像可以作为方便而有效的手段在移植早期活体示踪干细胞,评价其在体内的分布情况.经冠状动脉途径注射骨髓间充质干细胞后,许多细胞流向心脏以外的器官,尤其是脾脏.心脏停跳与不停跳状态下经冠状动脉注射骨髓间充质干细胞对干细胞在心脏的滞留无明显差别.     

磁标记大鼠间充质干细胞肝脏移植的磁共振成像活体示踪

目的探讨1.5 T MRI活体示踪磁标记干细胞经门静脉肝脏移植的可行性。方法大鼠间充质干细胞以菲立磁和DAPI标记后,经门静脉注入大鼠肝脏,分别于移植前及移植后1 h、3 d、7 d和14 d行MRI扫描,并与组织荧光显像和铁染色对照。结果移植后1 h、3 d、7 d及14 d肝脏信噪比分别为1.10±0.26、8.18±1.55、11.08±1.30、14.15±1.02,7 d以内肝脏信噪比与移植前比较均有明显降低(P<0.05)。各时相肝组织铁染色与荧光显像的空间分布一致。结论1.5 T MRI活体示踪经门静脉移植的磁标记干细胞是可行的,MRI示踪时间可持续7 d。     

IGF-1修饰的神经干细胞对阿尔茨海默病大鼠学习记忆能力的影响

目的 观察胰岛素样生长因子-1(IGF-1)修饰的神经干细胞移植对阿尔茨海默病(AD)大鼠学习记忆能力的影响,并检测其在AD病大鼠脑内的存活及基因产物的表达.方法 构建IGF-1逆转录病毒表达载体,转染到神经干细胞中,SD大鼠随机分为正常对照组、AD模型组、神经干细胞移植组、IGF-1修饰的神经于细胞移植组,除正常对照组外制备AD模型.移植4w后,行Y迷宫检测大鼠的学习记忆能力;30 d后,处死实验鼠,通过HE染色观察各组实验鼠脑组织形态学改变.将BrdU标记的IGF-1基因修饰神经干细胞移植入穹窿海马伞切断的大鼠侧脑室.移植4w后,用免疫组织化学方法检测IGF-1修饰的神经干细胞在脑内的基因表达情况.结果 神经干细胞移植后AD大鼠的学习记忆能力明显改善,与AD模型组相比差异具有统计学意义(P＜0.05).其中IGF-1修饰的神经干细胞移植组表现最为明显,与正常对照组相比无明显差异(P＞0.05),其形态学表现接近于正常对照组.结论 IGF-1修饰的神经干细胞移植后AD大鼠的学习记忆能力增强,脑组织病理改变减轻,学习记忆能力明显改善,作用明显优于神经干细胞移植组.     

脑出血大鼠脑内胚胎神经干细胞移植的运动神经功能改变和形态学研究

目的研究脑出血大鼠脑内胚胎神经干细胞移植对运动神经功能改善作用以及移植细胞分化后形态学改变。方法通过大鼠尾状核注射胶原酶IV制作脑出血模型大鼠,分离培养胚胎神经干细胞移植入脑出血大鼠脑内。对脑出血大鼠移植前后运动神经功能进行评价,并通过组织免疫荧光检测移植神经干细胞脑内分化后形态学改变情况。结果Hoechst标记的神经干细胞移植入脑出血大鼠后可见其在脑内存活,主要分布于血肿腔周边,免疫荧光检测显示移植细胞能进一步分化为神经元及星形胶质细胞;从移植术后第21天到第28天,神经干细胞移植组大鼠的神经功能改善显著好于培养液移植组和单纯脑出血组,有统计学意义(P<0.001)。结论胚胎神经干细胞脑出血大鼠脑内移植能促进偏瘫肢体功能恢复;胚胎神经干细胞脑出血大鼠脑内移植后能存活并进一步分化为神经元及星形胶质细胞。     

超顺磁性氧化铁标记间充质干细胞心肌移植的磁共振成像研究

目的探讨应用磁共振（MR）进行干细胞活体心肌内成像的可行性。方法从猪骨髓抽取、分离、培养间充质干细胞（MSC）,用含超顺磁性氧化铁纳米颗粒（铁羧葡胺）的DMEM培养液孵育24h,并用二脒基苯基吲哚（DAPI）和PKH。进行荧光标记。然后将MSC经心外膜直接注入猪急性梗死心肌内,每头猪注射3点。根据每注射点细胞数量以及细胞是否铁标记,12头猪随机分成4组：2×10^6标记细胞组（n=3）、1×10^6标记细胞组（n=3）、5×10^5标记细胞组（n=3）和1×10^6未标记细胞组（n=3）。细胞移植后20—24h行猪心脏1．5TMR成像,1h后处死并根据MR成像图像切取心肌组织行普鲁士蓝染色和免疫荧光检查。结果（1）体外标记：普鲁士蓝染色见标记MSC内大量蓝色颗粒,标记率为100％,电镜证实含铁囊泡位于胞质内。（2）MR成像：注射铁标记细胞的三组（9头猪）进行活体心脏快速小角度翻转梯度回波（T2·WI—Flash 2d）序列成像,发现移植部位均呈明显的低信号,而且注射点信号缺失区的面积大小与回波时间和移植细胞数量有关;而快速自旋回波（T2WI—FSE）序列成像仅隐约可见低信号区甚至难以辨认,但显示梗死病灶和猪心脏结构比T2·WI-Flash 2d序列清晰。未标记细胞组（3头猪）的9个注射点心肌壁均未显示MR低信号区。（3）组织学检查：MR成像低信号区心肌病理学检查见普鲁士蓝染色、DAPI和PKH26三重阳性细胞存在。结论应用磁共振对超顺磁性氧化铁标记的干细胞进行活体心肌内成像是可行的。     

In vivo imaging of bone marrow mesenchymal stem cells transplanted into myocardium using magnetic resonance imaging: a novel method to trace the transplanted cells

Background: In vivo imaging of the cells transplanted into the beating heart is very important for the study of the cell's retention, migration. This study was designed to find a new labeling agent to trace and visualize the transplanted cells in vivo. Method: BMMSCs were incubated with SPIO for 48 h. The labeling efficiency was tested through Prussian blue staining, the growth ability was evaluated through MTT, and the cells viability was tested through Trypan blue rejection method, the migratory ability was assessed with Costar Transwell plates. After 10 days of coronary ligation of the Chinese mini swine, the labeled or unlabeled cells were transplanted into the myocardium. The MRI was carried out immediately and 1–4 weeks, respectively. After MRI the hearts were excised, the segment in which injections were performed were thin cut and stained with hematoxylin-eosin and Prussian blue staining. Results: There were intracytoplasmatic blue particles in nearly every cell in the Prussian blue staining. SPIO had no poison effect on the cells' growth and proliferation. The cells' viability was more than 95%. The migratory ability was not affected. The injected sites containing labeled cells could all be detected through MRI and were confirmed on pathology. After 4 weeks the injected labeled cells could still be detected through MRI. The pathology showed the injected cells could survive in the MI area, and parallel in the same direction. Conclusion: The cells could be efficiently and safely labeled with SPIO and the labeled cells could be reliably detected by MRI in vivo.     

内皮祖细胞促动脉内皮损伤修复的研究

目的评价骨髓源性内皮祖细胞(progenitor endothelial cells,EPCs)移植促动脉损伤内皮修复的效果。方法将菲立磁(superparam agnetic iron oxide,SPIO)和绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)双标记的EPC局部注入损伤颈动脉段腔内。术后1d、7d和28d行磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)扫描、组织学检查及内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)检测。结果MRI扫描发现移植部位出现低信号区。移植组HE、普鲁士蓝、vWF免疫组化染色、GFP荧光、偶氮蓝(Evans blue)染色均提示EPC可粘附于内膜损伤处,并随时间分化为内皮细胞;同时eNOS表达随时间变化而增多。结论菲立磁标记内皮祖细胞可促进动脉损伤内皮的修复,并可为MRI示踪。     

Magnetically labeled mesenchymal stem cells after autologous transplantation into acutely injured liver

AIM:To evaluate tracking of magnetically labeled mesenchymal stem cells(MSCs) after intraportal transplantation.METHODS:Mononuclear cells were isolated from bone marrow aspirates of pigs by density gradient centrifugation,cultured and expanded,after which,they were incubated with super paramagnetic iron oxide(SPIO).Prussian blue staining was performed to highlight intracellular iron.To establish swine models of acute liver injury,0.5 g/kg D-galactosamine was administrated to 10 pigs,six of which were inject...     

细胞磁共振成像不能区分磁标细胞的存活状态

目的探讨不同状态下磁标记间充质干细胞(MSCs)的体内外磁共振(MR)成像特点,明确MR对细胞存活状态是否有鉴别诊断价值。方法分离培养猪骨髓MSCs,用超顺磁性铁纳米颗粒(SPIO)标记细胞24h。对未标记MSCs、存活的SPIO-MSCs、死亡的SPIO-MSCs、单纯SPIO进行体外凝胶内1.5TMR成像;开胸结扎前降支建立猪心肌梗死模型,于梗死交界区心肌内直接注射未标记MSCs、存活的SPIO-MSCs、死亡的SPIO-MSCs和单纯SPIO,然后进行体内T2*WI-flash序列MR成像。结果存活的SPIO-MSCs、死亡的SPIO-MSCs和单纯SPIO在体内外T2*WI-flash序列MR图像上均显示为低信号区,单凭图像无法区分。结论细胞MR成像无法区分组织磁标细胞、游离铁和含铁病变,因此对长期细胞示踪结果的解读应该慎重。     

MRI of magnetically labeled mesenchymal stem cells in hepatic failure model

AIM:To track intravascularly transplanted mesenchymal stem cells (MSCs) labeled with superparamagnetic iron oxide (SPIO) by using magnetic resonance imaging (MRI) in an experimental rabbit model of hepatic failure.METHODS:Human MSCs labeled with FDA-approved SPIO particles (Feridex) were transplanted via the mes-enteric vein into rabbits (n=16) with carbon tetrachloride-induced hepatic failure.Magnetic resonance (MR) examinations were performed with a 3.0 T clinical scanner immediately before and 2 h and 1,...     

Efficacy and Durability in Direct Labeling of Mesenchymal Stem Cells Using Ultrasmall Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles with Organosilica,Dextran, and PEG Coatings

We herein report a comparative study of mesenchymal stem cell (MSC) labeling using spherical superparamagnetic iron oxide (SPIO) nanoparticles containing different coatings, namely, organosilica, dextran, and poly(ethylene glycol) (PEG). These nanomaterials possess a similar SPIO core size of 6–7 nm. Together with their coatings, the overall sizes are 10–15 nm for all SPIO@SiO₂, SPIO@dextran, and SPIO@PEG nanoparticles. These nanoparticles were investigated for their efficacies to be uptaken by rabbit bone marrow-derived MSCs without any transfecting agent. Experimentally, both SPIO@SiO₂ and SPIO@PEG nanoparticles could be successfully uptaken by MSCs while the SPIO@dextran nanoparticles demonstrated limited labeling efficiency. The labeling durability of SPIO@SiO₂ and SPIO@PEG nanoparticles in MSCs after three weeks of culture were compared by Prussian blue staining tests. SPIO@SiO₂ nanoparticles demonstrated more blue staining than SPIO@PEG nanoparticles, rendering them better materials for MSCs labeling by direct uptake when durable intracellullar retention of SPIO is desired.     

不同浓度超顺磁性氧化铁纳米粒子对小鼠RAW264．7巨噬细胞的影响

目的 评价不同浓度超顺磁性氧化铁纳米粒子（superparamagnetic iron oxides,SPIO）对小鼠RAW264.7巨噬细胞的细胞活性及吞噬功能的影响.方法 常规方法培养小鼠RAW264.7巨噬细胞,应用不同浓度SPIO（0 μg/ml、14μg/ml、28μg/ml、56μg/ml、84μg/ml、140μg/ml、280μg/ml、560μg/ml、840μg/ml）标记小鼠RAW264.7巨噬细胞,采用普鲁士蓝染色检测细胞标记率,台盼蓝染色检测细胞活性,四唑盐（MTT）比色实验检测细胞增殖能力,中性红吞噬实验检测细胞吞噬功能.结果 SPIO含铁浓度84 μg/ml标记24小时,细胞标记率可以达到100%;以后随SPIO浓度的增加,细胞内吞噬的铁颗粒增加,当SPIO含铁浓度为280 μg/ml时,细胞内吞噬铁颗粒达到饱和;当SPIO含铁浓度大于280 μg/ml时,细胞活性下降,吞噬能力降低;当SPIO含铁浓度大于140 μg/ml时,细胞增殖能力下降.结论 SPIO含铁浓度为（84～140）μg/ml标记24h,细胞的标记率为100%并且不影响细胞活性、细胞增殖能力及吞噬能力.