大鼠脑内移植超顺磁性氧化铁标记骨髓基质干细胞的MRI扫描序列优化研究

目的筛选并确定大鼠纹状体定向移植超顺磁性氧化铁（SPIO）标记骨髓基质干细胞（BMSCs）进行MRI活体观察的最佳扫描序列。方法32只大鼠于右侧纹状体单点注入20μlSPIO标记的BMSCs。使用1.5T超导磁共振成像仪和显微线圈,运用TSE-T1WI、TSE-T2WI和FFE-T2WI3种序列在大鼠移植细胞后即刻行MRI检查,测量并比较各序列图像的面积及信号强度,筛选出最佳观察序列。结果注射SPIO标记BMSCs的大鼠MRI检查于各序列断面图上纹状体区均可见类圆形、不规则形低信号区。其中FFE-T2WI序列显示低信号区域最大,且平均信号强度最小;TSE-T1WI序列低信号区域最小,平均信号强度最大;TSE-T2WI序列居中。结论使用1.5T超导磁共振成像仪和显微线圈,TSE-T1WI、TSE-T2WI和FFE-T2WI3种序列中FFE-T2WI序列可作为SPIO标记BMSCs进行MRI活体示踪最敏感的序列。     

干细胞的磁性标记及肝内活体磁共振示踪

目的:探讨超顺磁性氧化铁(SPIO)标记骨髓干细胞的方法和标记细胞在肝脏内的磁共振活体成像特点和衰减规律.方法:分离培养兔骨髓间充质干细胞,用SPIO标记细胞并在超声引导下局部注入兔肝脏内,然后经磁共振T1WI, T2WI和FFE序列进行移植细胞团的成像示踪.结果:体外标记的骨髓干细胞见黑色铁颗粒位于细胞胞质内,标记后细胞的生长曲线与正常细胞一致. 标记的移植细胞团在肝内T1WI, T2WI和FFE序列上均呈低信号,以FFE图像信号减低最为明显并有面积增大效应. 标记细胞的信号减低区在T1WI, T2WI和FFE序列图像上分别至注射后30, 30 和45 d仍和注射前信号差异有统计学意义(P＜0.05),并分别持续至注射后38, 38 和60 d低信号才消失.结论:SPIO可以简便、有效地标记骨髓干细胞,且对细胞的活性没有影响;MRI可对标记后的移植细胞进行活体内示踪,并可长期动态观察,这对进一步的实验研究和疗效观察研究具有重要意义.     

超顺磁性氧化铁标记脂肪干细胞移植入大鼠心脏后的活体磁共振示踪成像

目的 探讨超顺磁性氧化铁(SPIO)标记脂肪干细胞(ADSCs)移植入大鼠心脏后的活体磁共振成像(MRI)示踪的可行性.方法 使用左旋多聚赖氨酸-SPIO共培养方式标记ADSCs.采用普鲁士蓝染色及透射电镜观察细胞内铁颗粒,台盼兰染色检测细胞活力,并对标记的干细胞进行体外MRI成像.将经过SPIO标记的干细胞移植入正常大鼠心脏,使用MRI进行活体成像观察并与病理结果进行对照分析.结果 普鲁士蓝染色于ADSCs胞浆内可见蓝色颗粒,电镜检查见铁颗粒位于内涵体/溶酶体内;台盼兰染色检测细胞活力实验组与对照组差异无显著性(P>0.05);标记了SPIO的干细胞体外MRI成像时,实验组信号显著低于阴性对照组和空白对照组;标记后的干细胞移植到心脏后,MRI显示细胞移植区域信号缺失,对应区域病理切片普鲁士蓝染色可见胞浆内染色阳性的细胞.结论 MRI可以对移植入心脏的经SPIO标记的干细胞进行无创、动态的活体示踪成像,有助于了解移植细胞在体内的存活及迁徙情况.     

大鼠胰岛细胞移植的磁共振监测

 目的 探讨磁共振（magnetic resonance imaging,MRI）对超顺磁性氧化铁（superparamagnetic iron oxide,SPIO）标记的胰岛细胞在大鼠肝脏内的成像方法,用于监测胰岛细胞移植术后移植物在大鼠体内的存活及排异情况。方法 采用GE 3.0T Signa Excite磁共振扫描仪,配合3英寸小动物线圈。实验动物为20只雄性Wistar大鼠和5只雄性Lewis大鼠。将SPIO标记的胰岛细胞移植入大鼠肝脏内,未用SPIO标记的作为阴性对照,比较两组的差异。对SPIO标记后移植的大鼠分别用FSE T2WI序列和GRE T2*WI序列扫描,比较序列敏感性的差异。分别将取自Wistar大鼠和Lewis大鼠的胰岛细胞,用SPIO标记后移植入Wistar大鼠肝脏内,观察两移植组受体体内的胰岛细胞存活及排异的情况。将同基因移植组的大鼠于移植术后3月处死,异基因移植组的大鼠于移植术后3周处死,作病理切片,将所得结果与MRI的图像进行对照。结果 只有SPIO标记后的胰岛细胞可以被MRI监测到,表现为肝实质背景上的低信号点。GRE T2*WI较FSE T2WI序列对SPIO的监测更敏感。同基因移植组于移植后第1周、第2周及第3周的低信号点相对数量分别为（90.03 ± 9.52）%、（92.87 ± 18.21）%和（86.25 ± 24.81）%,而异基因组的相对数量分别为（41.40 ± 15.41）%、（33.41 ± 14.01）%和（23.58 ± 16.78）%。两组相对数量之间的差异具有显著的统计学意义（P<0.01）。病理结果显示,标记后的胰岛细胞内确实存在铁颗粒,同基因移植组3月后在肝窦内仍能找到保存完好的移植物,而异基因组在移植后3周只有极少量的移植物残留。结论 MRI能对大鼠体内SPIO标记的胰岛细胞进行成像,用于活体实时监测胰岛细胞移植术后移植物的存活及排异情况。     

SPIO标记骨髓间充质干细胞移植入心肌梗死大鼠的示踪研究

目的探讨超顺磁性氧化铁微粒(SPIO)体外标记骨髓间充质干细胞(BMSCs)及体内示踪移植入大鼠心肌梗死心脏的BMSCs的能力。方法使用左旋多聚赖氨酸-SPIO共培养方式标记BMSCs。采用普鲁士蓝染色观察细胞内铁颗粒,流式细胞术检测细胞活力,将经过SPIO标记的干细胞移植入心肌梗死大鼠心脏,应用1.5TMRI系统行磁标记干细胞成像。超声心动图检测各组心脏的左室射血分数(EF),左室舒张末期内径(LVIDd),左室收缩末期内径(LVIDs)及短轴缩短率(FS)。结果普鲁士蓝染色显示,SPIO标记的BMSCs细胞胞质内出现细小的蓝色铁颗粒,标记效率为(99.81±1.57)%;与正常未标记细胞相比较,细胞的活力差异无统计学意义(P0.05)。标记了SPIO的BMSCs体内MRI成像时显示,细胞移植区域信号缺失,对应区域病理切片普鲁士蓝染色可见胞浆内染色阳性的细胞。超声心动图显示,PBS组FS移植前后没有明显变化,BMSC组FS从移植前的(23.1±1.88)%上升到第1周的(31.28±4.15)%。BMSC组EF在移植前是(51.13±5.07)%,第1周时上升到(60.12±8.40)%。结论 SPIO能成功地标记BMSCs,且对BMSCs的活力无明显影响。BMSCs移植后能改善心梗大鼠的心功能。SPIO标记的BMSCs移植后在大鼠体内的分布、迁移过程可用MRI进行检测评价。     

菲立磁标记的大鼠骨髓基质干细胞在同种异体移植鼠肝脏中的追踪观察

目的:研究菲立磁标记的大鼠骨髓基质干细胞(BMSCs)在同种异体移植鼠肝脏中的追踪方法. 方法:采用菲立磁(Feridex)对分离培养的BMSCs进行标记,Prussian blue染色和电镜观察对标记后的BMSCs进行鉴定;取鉴定后的BMSCs 2 mL(1×109/L)分别注射到SD异体大鼠的门静脉、肝局部实质、尾静脉内;采用磁共振成像(MRI)技术(SE-T2WI,FSE-T2WI,GRE-T2WI序列)分别对移植前6 h,移植后6 h,1,3和5 wk时的大鼠肝脏进行扫描. 结果:Prussian blue染色证实Feridex标记BMSCs阳性率＞90%,透射电镜见铁颗粒位于BMSCs胞质中;MRI扫描 SE-T2WI序列成像显示:各移植组在移植前肝脏均未见异常低信号区;门静脉组大鼠移植后6 h在肝门部可见异常的低信号改变,1,3 wk低信号改变范围逐渐扩大,第5周时低信号改变消失;肝内注射组大鼠移植后6 h在肝脏局部注入区域可见异常的低信号改变,1,3,5 wk低信号改变区域逐渐扩大. 尾静脉组在移植后各时间点均未见到异常低信号改变. 结论:Feridex标记的大鼠BMSCs在同种异体移植鼠肝脏中可用MRI进行有效的追踪.     

磁性纳米粒标记的神经干细胞不同移植途径对大鼠脑损伤治疗的实验研究

目的 探讨脑损伤后不同移植途径神经干细胞的迁移及分布情况并进行对比研究.方法 体外培养的胚胎神经干细胞,采用Feeney自由落体脑创伤模型制成大鼠脑损伤模型,超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPIO)标记神经干细胞,并将其分别经枕大池穿刺注射入脑损伤大鼠蛛网膜下腔的脑脊液中及经立体定向脑内注射移植,分别进行大鼠运动功能缺失的神经功能评价、磁共振示踪及大鼠脑切片普鲁士蓝染色.结果 接受神经干细胞移植的两组大鼠神经运动功能评分均较损伤对照组明显提高(P<0.05),两移植组大鼠神经运动功能评分无明显差别.接受神经干细胞移植的两组大鼠神经运动功能评分均较损伤对照组明显提高(P<0.05),两移植组大鼠神经运动功能评分无明显差别.标记组移植经枕大池移植的神经干细胞即刻的MRI即可观察到大鼠脑内的移植标记细胞,移植后2周脑挫伤即可见到低信号影,组织切片的普鲁士蓝染色与MRI结果相符.结论 经枕大池移植的神经干细胞具有远距离迁移能力,并能像脑内移植一样明显有助于大鼠神经运动功能的恢复.用MRI活体示踪移植磁化标记神经干细胞在TBI模型大鼠脑内迁移和分布是可行的.     

应用超顺磁性氧化铁粒子标记组织工程关节软骨种子细胞及在体磁共振示踪的研究

目的探讨应用1．5T MRI活体示踪注入兔膝股骨髁软骨缺损关节腔内的超顺磁性氧化铁粒子（SPIO）标记的骨髓间充质干细胞（MSCs）的可行性。方法从兔骨髓中分离培养MSCs,经体外采用SPIO和BrdU双重标记后,与壳聚糖支架复合,然后注射到兔膝股骨髁自体软骨缺损关节腔中,术后1d及4、8、12周应用MR对膝关节腔内注入的磁标记MSCs进行扫描示踪,并与组织切片普鲁士染色及免疫组化BrdU对照。结果体外标记的MSCs普鲁士染色和电镜检查显示细胞胞质内含致密铁颗粒,标记细胞可正常成软骨分化。复合物注射后MRI GRET2^＊ WI序列检查显示关节腔内磁标记MSCs产生颗粒状低信号改变至少12周,不同时相信号改变在空间上呈不一致性。MRI信号改变区域与组织学检查结果基本一致。结论兔MSCs经SPIO标记后仍然具有成软骨细胞分化能力,利用1．5TMRI活体示踪注入自体软骨缺损膝关节腔内的兔磁标记MSCs分布和迁移是可行的。     

骨髓基质细胞的体内成骨示踪研究

目的 探讨应用超顺磁性氧化铁(SPIO)纳米粒子标记骨髓基质细胞(MSCs)后自体移植,应用MRI进行体内示踪的可行性.方法 分离骨髓基质细胞,进行体外培养、SPIO标记,将标记细胞自体移植入动物股骨头内,进行活体核磁共振成像(MRI)检查及组织学对比检测.结果 SPIO标记细胞体内移植侧MRI检测可见明显的低信号改变.股骨头缺损内发现大量SPIO阳性细胞,很多骨陷窝及骨小梁表面细胞SPIO呈阳性.MSCs移植侧成骨程度强于对照侧.结论 MRI活体示踪可对MSCs移植后在活体内的迁徙情况提供影像学证据.移植的MSCs能在股骨头内成活,促进成骨.     

应用超顺磁性氧化铁纳米粒子标记神经干细胞及活体磁共振示踪的实验研究

目的 探索超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPIO)标记神经干细胞体的方法及其检测手段,研究标记细胞移植后在活体上磁共振信号的改变。方法 分离培养新生鼠皮层神经干细胞,使用SPIO和多聚赖氨酸联合标记神经干细胞;将标记后的神经干细胞移植入Wistar大鼠脑内,应用不同的扫描序列对脑内移植的神经干细胞进行示踪。结果 体外标记的神经干细胞普鲁士蓝染色见细胞浆内有许多蓝染的铁颗粒,电镜检查表明SPIO颗粒存在于标记细胞的吞饮小泡及细胞基质内,标记后的细胞可正常分化。脑内移植的标记细胞在磁共振上呈明显的低信号改变,以GREE序列信号改变最为明显。结论 超顺磁性氧化铁粒子可以用来标记神经干细胞,且对细胞增殖、分化无影响,SPIO颗粒存在于标记细胞的吞饮小泡及细胞基质内。标记后体内移植的神经干细胞可以在MR上产生明显的低信号改变。     

超顺磁性氧化铁标记骨髓间充质干细胞治疗大鼠脑卒中的磁共振活体追踪

目的探索利用磁共振技术活体追踪干细胞的可行性以及干细胞对卒中大鼠脑梗死体积的影响。方法采集大鼠后肢股骨和胫骨骨髓,采用密度梯度离心法分离并培养骨髓间充质干细胞(BMSCs)。利用超顺磁性氧化铁和多聚左旋赖氨酸的混合物标记BMSCs,普鲁士蓝染色检测标记率。线栓法建立18只大鼠脑缺血2h再灌注动物模型,分为缺血对侧BMSCs移植组(细胞数1.5×105/15μl)、缺血同侧纹状体移植组(细胞数1.5×105/15μl)和对照组(15μlD-Hanks液)3组,每组6只。分别在脑缺血后第1天、细胞移植后第1天及第14天进行磁共振扫描,对各时间点梗死体积的变化进行统计学分析。结果超顺磁性氧化铁对BMSCs的标记率为96%。磁共振追踪显示移植后第14天缺血同侧移植组BMSCs向缺血灶边缘迁移,缺血对侧移植组BMSCs沿胼胝体弥散,但是3组之间的脑梗死体积变化差异无显著性(P>0.05)。结论超顺磁性氧化铁对干细胞标记率高,磁共振活体追踪有利于了解干细胞移植后的存活和迁移。BMSCs脑内移植对于卒中大鼠脑梗死体积的影响无统计学意义。     

超顺磁氧化铁纳米微粒促进大鼠骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化

目的 探讨超顺磁氧化铁(SPIO)纳米微粒对SD大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)成软骨分化的影响并探讨背后可能的机制.方法 体外培养SD大鼠BMSCs,Caspase-8比色测定工具包(CCK8法)检测SPIO(1和5 μg/mL)对BMSCs细胞毒性;SP1O(1和5μg/mL)与成软骨培养基混合培养9d,普鲁士蓝染色和自发荧光检测验证SPIO与BMSCs结合情况;荧光定量聚合酶链反应检测成软骨相关因子mRNA的表达量,如:二型胶原α2、聚集蛋白聚糖、基质金属蛋白酶13;体外行阿利新蓝染色及二型胶原α2免疫荧光染色检测BMSCs成软骨量;Western blot检测软骨标记蛋白二型胶原α2,聚集蛋白聚糖和基质金属蛋白酶13表达量以及Ihh/PTHrP信号通路蛋白Ihh、PTHrP表达量明确机制.结果 体外CCK8法检测提示SPIO(1和5μg/mL)对BMSCs细胞活性无影响,差异无统计学意义(P＞0.05);荧光定量聚合酶链反应检测二型胶原α2和聚集蛋白聚糖的mRNA表达提示,和对照组(单纯加入溶剂)相比,1 μg/mL SPIO的mRNA量明显增加,5μg/mL SPIO的mRNA量大于1μg/mL SPIO,基质金属蛋白酶13的mRNA表达出现浓度依赖抑制,和对照组相比1μg/mL SPIO表达减少,5 μg/mL SPIO的mRNA量小于1μg/mL SPIO;体外阿利新蓝染色和二型胶原α2免疫荧光染色提示阳性细胞随着SPIO浓度增加而增加,且均大于对照组(P＜0.05);蛋白免疫印迹提示二型胶原α2和聚集蛋白聚糖蛋白表达随SPIO升高而升高,且均大于对照组,但基质金属蛋白酶13表达量随SPIO升高而降低,且均小于对照组,Ihh和PTHrP蛋白表达量随SPIO浓度增加而升高,且均大于对照组(P＜0.05).SPIO促进Ihh/PTHrP信号通路,除CCK8法检测结果外均出现浓度依赖性.结论 超顺磁氧化铁纳米微粒在体外实验促进BMSCs向软骨细胞分化,并上调Ihh/PTHrP信号通路,为治疗软骨退变相关疾病提供可能的治疗手段.     

磁探针标记骨髓干细胞移植治疗急性心肌梗死的MRI示踪研究

目的利用磁探针标记猪骨髓单个核细胞（BM-MNC）,探讨磁共振成像（MRI）示踪磁探针标记BM-MNC（MR-MNC）的可行性。方法制备猪急性心肌梗死模型,分离培养14头（实验组9头,对照组5头）小型家猪的自体BM-MNC,将MR-MNC（实验组）和BM-MNC（对照组）经冠脉途径植入模型猪梗死相关动脉,术后MRI在体示踪移植细胞并与心肌组织切片对照。结果BM-MNC的超顺磁性氧化铁标记率近100％,10头（实验组7头,对照组3头）获得MRI示踪结果,MRI示心肌梗死模型均成功。3头MR-MNC移植后T2加权像（T2·WI）序列心肌梗死周边见模糊的低信号区,增强后可见此区呈现较增强前清晰的低回声信号,其中2头分别于14、21d发现低回声区消失,另1头随诊至26d因重症感染死亡;2头离体T2·WI序列示梗死区周边一个呈点状分布的低信号区。对照组均未发现低信号区。组织学检查发现5头（MR-MNC10^6以上）普鲁士染色阳性蓝细胞分布于梗死心肌周边,与磁共振信号减低区基本一致。结论1．5TMR可在体示踪心肌梗死模型猪经冠脉途径植入的MR-MNC,但移植的MR-MNC数量不应少于10^6。     

骨髓间充质干细胞性状稳定性与生物安全性研究

目的:探讨长期体外培养的大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)的生物学性状稳定性与应用安全性。方法:采集大鼠骨髓细胞用原代贴壁培养法获取大鼠BMSCs,进行长期体外传代培养后行流式细胞术检测第4、20和40代细胞周期变化和特异表面标志抗原表达改变;利用血清依赖实验和软琼脂克隆形成实验检测不同培养时期BMSCs成瘤潜能;以鼠源性C6胶质瘤细胞系为阳性对照,SD大鼠颅内种植等细胞数量BMSCs,MRI与鼠脑病理切片检测BMSCs体内成瘤性。结果:采用原代贴壁培养法获取稳定传代大鼠BMSCs,流式细胞周期分析显示BMSCs随传代次数增加细胞增殖速度有所增快,但流式细胞术表面标志抗原表达无明显改变;血清依赖实验和软琼脂克隆形成实验显示BMSCs较C6胶质瘤细胞系表现出极差的低营养耐受能力和半固体介质克隆形成能力;MRI与鼠脑病理切片未检测到BMSCs在体内的肿瘤形成。结论:长期体外培养的大鼠BMSCs生物学性状稳定,无致瘤潜能,体内移植相对安全。     

SPIO标记兔BMSCs的生物学特性与体外MRI显像研究

目的采用超顺磁性氧化铁（SPIO）作为磁探针标记兔骨髓间充质干细胞（BMSCs）,探讨不同浓度SPIO的磁标记效率及其对细胞活力的影响观察标记干细胞体外MR显像情况。方法采用含铁不同浓度（11.2μg/ml、22.4μg/ml、44.8μg/ml）的SPIO标记兔BMSCs,分别行普鲁士蓝染色和MTT比色法检测其标记效率和BMSCs增殖活性,同时观察不同浓度磁标记细胞组（1×106、1×105、1×104和1×103细胞数/ml）和对照组（1×106细胞数/ml）的T1WI、T2WI及T2·WI体外显像信号。结果 SPIO标记BMSCs中铁含量越高,其标记率越高,含铁浓度为22.4μg/ml时磁标记率达95%且对BMSCs生长活性无明显影响。三种MR序列信号变化随细胞浓度的增加,其信号变化越明显,但在相同细胞浓度下,T2·WI信号变化率最大（P〈0.05）。结论采用含铁浓度为22.4μg/ml的SPIO来标记BMSCs,其磁标记率和安全性均很高。T2·WI是体外示踪磁标记BMSCs最佳的MR成像序列。     

超顺磁性纳米铁标记大鼠骨髓基质干细胞的实验研究

目的研究超顺磁性纳米铁粒子（superparamagnetic iron nanoparticle,SPIO）标记骨髓基质干细胞（bone mar-row stem cells,BMSCs）对其存活、增殖能力的影响,确定最佳标记浓度。方法分离、纯化4周龄SD大鼠的BM-SCs,分别用15、25、50 mg/L浓度的SPIO标记1×106个BMSCs分别作为实验组1、实验组2、实验组3,未做标记的BMSCs为对照组。用普鲁士蓝染色法和透射电镜鉴定SPIO-BMSCs的效率,台蓝染色法观察SPIO-BMSCs的存活,MTT比色法检测SPIO-BMSCs增殖活性。结果普鲁士蓝染色显示,随SPIO浓度的升高,标记的细胞染色程度逐渐加深。透射电镜检查显示细胞内含致密铁颗粒。实验组1的细胞增殖性与对照组差异无统计学意义（P〉0.05）,实验组2和实验组3与对照组相比,死亡细胞增多,细胞增殖性受到明显抑制（P〈0.05）。结论培养基SPIO浓度在15 mg/L时,SPIO对BMSCs标记效率较高,且不影响其存活、增殖。