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.     

磁性/荧光量子点双功能纳米粒子标记大鼠骨髓间充质干细胞

目的 利用磁性/荧光量子点双功能纳米粒子双标记大鼠骨髓间充质干细胞(BMSC),探讨标记效率和可行性.方法 分离、纯化及培养大鼠BMSC.制备二氧化硅(SiO_2)同时包裹四氧化三铁(Fe_3O_4)和碲化镉(CdTe)荧光量子点的磁性/荧光双功能纳米粒子Fe_3O_4@CdTe@SiO_2:,利用铁浓度为25μg/ml的Fe_3O_4@CdTe@SiO_2标记BMSC,未标记的BMSC作为对照组.通过荧光显微镜观察细胞内纳米粒子的荧光表达情况.双标记后的BMSC分成8个不同数量级(3×10~6～1×10~3个),应用1.5 T磁共振扫描仪进行T_1 WI、T_2 WI和T_2~* WI 3个序列成像.分光光度计测量细胞铁含量,普鲁士蓝染色显示细胞内铁.结果 荧光显微镜下可见双标记组细胞内Fe_3O_4@CdTe@SiO_2:纳米粒子显示为红色荧光,细胞标记率达到90%以上.磁共振成像可见3×10~6～5×10~4双标记组细胞较对照组T_2 WI、T_2~* WI信号减低,两组之间的信号差异随数量级减小而相应减小,T_2~* WI信号变化最明显,T_2WI次之.细胞铁含量为(14.05±4.15)pg/细胞,普鲁士蓝染色可见双标记细胞胞质内蓝染的含铁颗粒.结论 Fe_3O_4@CdTe@SiO_2,纳米粒子可同时对大鼠BMSC进行磁性和荧光双标记,有望成为磁共振和光学成像活体示踪移植后BMSC的有效手段.     

磁标记大鼠神经干细胞移植入脑缺血大鼠的磁共振示踪

[目的]使用菲立磁（Feridex）体外标记胎鼠神经干细胞（neural stem cells,NSCs）,并在移植脑缺血大鼠后进行活体MRI示踪观察。[方法]分离、培养大鼠胚胎源性神经干细胞,使用“Feridex-多聚赖氨酸复合物（FE-PLL）” ,标记神经干细胞,对标记细胞分别进行普鲁士蓝染色、电镜观察,将FE-PLL标记神经干细胞分别移植人脑缺血大鼠左右侧脑室内,活体移植后1、5、14d体内MRI示踪。[结果]菲立磁可以高效率地标记神经干细胞,普鲁士蓝染色显示FE-PLL标记神经干细胞胞质内出现细小的蓝色铁颗粒。电镜结果显示FE-PLL标记的神经干细胞胞质内含有许多包裹铁颗粒的囊泡。MRI检查发现脑内移植的标记细胞在磁共振上呈明显的低信号改变。[结论]菲立磁可以用来体外标记神经干细胞,利用MRI技术可以对脑内移植后的标记细胞进行初步的活体追踪。     

Ferumoxide标记Flk1＋＋CD31＋-CD34-人骨髓间充质干细胞及其在食蟹猴脑内移植示踪观察

目的探讨Ferumoxide-PLL标记Flk1 CD31-CD34-人骨髓间充质干细胞(hBMSC)的方法及其在食蟹猴脑实质内移植活体示踪的可行性。方法采用Ferumoxide-PLL标记hBMSC,台盼蓝染色、普鲁士蓝染色和透射电镜扫描鉴定标记效率及细胞活力。体外磁共振成像(MRI)分别扫描标记和未标记细胞,计算T2*的弛豫时间和弛豫率(R2*)变化。通过立体定向手术将标记的hBMSC移植入食蟹猴右侧基底节区,采用MRI扫描活体示踪细胞。采用免疫组织化学、普鲁士蓝和HE染色对脑组织切片进行干细胞存活、分化及病理学研究。结果Ferumoxide-PLL标记hBMSC效率为96%,普鲁士蓝染色、电镜可显示标记hBMSC细胞质内铁颗粒。1×106和5×105两组Ferumoxide-PLL标记细胞的T2*的弛豫时间分别为68.86和79.88ms,而未标记细胞分别为12.71和15.24ms。标记细胞的R2*分别为78.68和65.61/s,分别是未标记细胞(14.52和12.52/s)的5.4和5.2倍。移植后3周MRI扫描T2WI仍可发现hBMSC呈明显的低信号。病理及免疫荧光结果显示hBMSCs在移植区大量存活,移植区有大量新生血管,但未见hBMSC向神经细胞分化。结论Ferumoxide-PLL可高效标记hBMSC,能显著增加其MRI图像对比度。MRI可活体示踪干细胞。移植入食蟹猴脑内的hBMSC可大量存活并促进新生血管形成。     

体外纳米磁标记骨髓间充质干细胞生物学特性及其MR成像

目的 研究超顺磁性氧化铁粒子(superparamagnetic iron oxide particles,SPIO)体外标记兔骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)及MR细胞成像示踪可行性.方法 从兔骨髓中分离培养MSCs,体外不同浓度SPIO联合硫酸鱼精蛋白标记,未标记细胞设为对照组.普鲁士蓝染色和电镜检查鉴定细胞内铁颗粒,台盼蓝染色检测细胞存活,MTF法测定细胞生长曲线的变化,磁标记MSCs转入成骨、成脂肪培养基中进行诱导培养后进行鉴定,应用1.5T MR梯度回波T2加权(GRE T2 *WI)扫描序列和自旋回波T2加权(SE T2WI)扫描序列对磁标记细胞成像示踪.结果 普鲁士蓝染色和电镜检查显示细胞质内含致密铁颗粒,磁标记对MSCs活性和增殖无统计学差异(P<0.05),标记细胞可正常成骨、成脂肪分化.GRE T2*WI序列和SE T2WI序列提示与未标记细胞信号强度(sI)相比,1×106(标记细胞)、5×105(标记细胞)SI均显著性下降(P<0.05),其中GRE T2*WI的信号强度衰减率(△SI)显著高于T2WI序列(P<0.05).在2个序列中1×106(标记细胞)△SI均高于5×105(标记细胞)△SI,但不具有显著性差异(P>0.05).结论 SPIO联合硫酸鱼精蛋白转染剂能成功标记MSCs,磁标记对细胞存活、增殖及潜在多向分化能力无影响.磁标记细胞在MR上产生特征性的低信号改变.应用1.5T MR成像示踪标记细胞可行,以GRE T2*WI序列成像最为敏感.     

超顺磁性氧化铁标记大鼠骨髓间充质干细胞的磁共振成像研究

目的:探讨超顺磁性氧化铁纳米粒子(Superparamagnetic iron oxide,SPIO)体外标记大鼠骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)的适当浓度和不同标记浓度对细胞的生物学活性影响,以及经MR成像的特征等.方法:选取第5代细胞进行不同浓度SPIO标记,运用光学显微镜观察铁颗粒在细胞内的位置、分布及标记率;选取适当浓度标记量,使用1.5T磁共振进行T1wI、T2WI、T2*WI扫描,测量不同扫描序列标记细胞管的信号强度改变,并进行统计学分析.结果:标记后的铁颗粒均位于细胞质内;含量在25～50μg Fe/ml的培养液是SPIO标记干细胞的安全浓度,在此浓度阈值标记后孵育24 h即可有效标记细胞97%～100%;SPIO标记的MSCs在T1WI,T2WI及T2*WI序列信号均降低.结论:SPIO可以简便标记MSCs.并且在适当浓度下对MSCs的生物学活性没有影响,MR T2WI和T2*WI序列可有效显像磁性标记的干细胞,为下一步活体试验奠定基础.     

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.     

小鼠骨髓源性内皮祖细胞培养鉴定及7.0T磁共振成像研究

目的 应用纳米磁粒子Resovist体外标记小鼠骨髓源内皮祖细胞(EPCs),磁共振(MR)对标记细胞成像.方法 分离小鼠骨髓单个核细胞,免疫荧光鉴定细胞表面标记CD31、KDR,检测对Di I标记的乙酰低密度脂蛋白(Di I-AcLDL)内吞和FTTC标记的荆豆凝集素-1(FTTC-UEA-1)结合功能.氧化铁纳米颗粒(Resovist)标记EPCs,普鲁士蓝染色显示细胞内铁.原子吸收光谱仪检测溶液内铁含量.7.0T MR进行标记细胞成像.结果 小鼠骨髓单个核细胞体外培养培养7d时,克隆增大,梭形细胞增多;培养14 d时,细胞生长密集呈铺路石状.免疫荧光显示表达内皮细胞标志CD31、KDR,能结合UEA、内吞LDL,普鲁士蓝染色显示Resovist细胞标记率接近100％.原子吸收光谱仪检测标记后细胞内铁浓度为2.33 μg/ml.MRI显示标记Resovist的细胞较未标记者T2*梯度回波序列信号降低.结论 小鼠骨髓源内皮祖细胞Resovist标记后MR可进行细胞群成像,用于进一步细胞治疗及实时活体监测.     

SPIO标记大鼠骨髓基质干细胞及体外磁共振成像研究

目的 探讨以多聚赖氨酸(poly-L-lysine,PLL)为转染介质介导超顺磁性氧化铁微粒(superparamgnetic ironoxides,SPIO)标记大鼠骨髓基质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)的合适条件,通过标记细胞的体外磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)获取最佳的磁共振扫描序列.方法 分离、纯化、培养大鼠BMSCs,SPIO和PLL以1:0.001 2混合配制氧化铁一多聚赖氨酸(F-PLL)混合液,用铁浓度分别为0、4.2、8.4、21、42、84μg/ml的FE-PLL复合物标记BMSCs.计算细胞标记阳性率,测量并绘制末标记细胞和不nd浓度铁标记细胞的MTT生长曲线;对不同浓度铁标记的细胞进行磁共振成像.分别用浓度为0、0.05、0.25、0.5、1.0、5.0 μg/ml的PLL同BMSCs共同培养,了解各种浓度PLL对细胞的生存是否有影响.结果 细胞的标记率分别为O%、(44.40±11.33)%、(71.97 4±8.01)%、(88.86±9.10)%、(98.24±2.94)%、100%,随着SPIO浓度的增加而增加.MTT显示在铁浓度＜42 μg/ml时FE-PLL上复合物对细胞的生长活性无明显影响,而铁浓度为84μg/ml时,细胞的生长活性受到抑制.PLL在浓度≤1.0μg/ml时对细胞的活力无明显影响;当PLL浓度为5.0μg/ml时,细胞生长明显受抑.MRI信号随FE-PLL复合物浓度的增加而增加(P＜0.05),标记细胞的信号在T1WI的改变不及在T2WI及T2*WI明显,而以T2*WI信号改变最明显(P＜0.05).结论 以PLL为转染介质,SPIO能够高效的标记BMSCs,并且在合适的浓度范围内不会影响干细胞的生长活性.     

磁共振活体监测大鼠间充质干细胞移植治疗急性肾功能衰竭

目的 磁共振活体监测移植入急性肾功能衰竭(ARF)大鼠腹主动脉的磁标记间充质干细胞(MSCs)并检测大鼠.肾功能及肾脏病理改变.方法 磁性纳米粒子体外标记大鼠骨髓MSCs.ARF大鼠分为3组,插导管至腹主动脉,分别移植入标记细胞(10只);移植入未标记细胞(10只);灌注等量生理盐水(10只).移植后0.5 h及第1、2、5天应用MRI对移植细胞进行活体示踪,并与肾脏普鲁士蓝染色及CD68抗体染色对照.监测大鼠肾功能恢复及肾脏病理变化情况.结果 Fe2O3-PLL可有效标记大鼠MSCs.标记细胞移植后ARF大鼠.肾脏皮质区T2*WI信号强度明显下降,持续到移植后第5天.组织学分析见标记细胞分布于肾皮质肾小球内.细胞移植组肾功能优于对照组,肾损伤程度明显轻于对照组.结论 临床应用型1.5 T磁共振仪可活体监测移植入ARF大鼠腹主动脉的MSCs,移植后早期细胞分布于肾皮质肾小球内;MSCs移植后早期可促进ARF恢复.     

超顺磁性氧化铁对大鼠神经干细胞生物学活性的影响

目的 初步研究利用超顺磁性氧化铁标记大鼠骨髓基质细胞来源的神经干细胞及其对细胞活力、增殖等生物学活性的影响,并确定最佳标记浓度.方法 无菌条件下取大鼠股骨骨髓,梯度密度离心法分离得到骨髓基质细胞.体外培养、诱导成神经干细胞,使用不同终浓度的(6.25、12.5、25、37.5、50μg/ml)Ferumoxides(超顺磁性氧化铁)标记神经干细胞,采用普鲁士蓝染色、MTT法、流式细胞仪、透射电镜等方法鉴定Ferumoxides标记神经干细胞的效率及对细胞活力、增殖等生物学特性的影响.结果 Ferumoxides可以高效率标记神经干细胞,标记效率在90%以上.普鲁士蓝染色显示标记的神经干细胞胞质内存在细小蓝色铁颗粒,细胞呈淡蓝至深蓝色,颜色的深浅与所加Ferumoxides的剂量成正相关.电镜结果显示标记的神经干细胞胞质内含有许多包裹铁颗粒的囊泡,主要集中在胞体上.当Ferumoxides终浓度高于25 μg/ml时,Ferumoxides颗粒在细胞内聚集成团块状,量较多,在一定程度上影响了细胞超微结构的观察;低于25 μg/ml时,Ferumoxides颗粒散布于细胞胞质内,并随着浓度的降低,Ferumoxides颗粒在胞质内分布越分散,量越少.MTT及流式细胞仪结果显示Ferumoxides终浓度大于25 μg/ml时则对细胞活力、增殖、凋亡有一定影响,小于等于25 μg/ml时对细胞活力、增殖无明显影响.结论 利用Ferumoxides在体外标记神经干细胞是一种可行的实验方案,其最佳终浓度为25 μg/ml.     

绿色荧光蛋白转基因胎鼠神经干细胞的超顺磁性氧化铁标记

目的探讨超顺磁性氧化铁（SPIO）标记对绿色荧光蛋白（GFP）转基因胎鼠神经干细胞（NSCs）的标记效果及标记后对其生物学特性的影响.方法采用多聚赖氨酸（PLL）介导SPIO的方法标记NSCs,用普鲁士蓝染色观察标记后NSCs内铁,比较标记和未标记NSCs的GFP表达、活力、增殖、凋亡及多向分化能力.结果普鲁士蓝染色示标记NSCS胞质内见大量蓝色颗粒,细胞的活力、增殖、凋亡及多向分化能力检测均显示两组细胞间无明显差别.结论用PLL介导SPIO标记NSCs是一种可行、安全、有效的细胞内标记方法.     

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。     

Superparamagnetic Iron Oxide Labeling of Neural Stem Cells and 4.7T MRI Tracking in vivo and in vitro

Neural stem cells were labeled with superparamagnetic iron oxide (SPIO) and tracked by MRI in vitro and in vivo after implantation. Rat neural stem cells were labeled with SPIO combined with PLL by the means of receptor-mediated endocytosis. Prussian blue staining and electron mi-croscopy were conducted to identify the iron particles in these neural stem cells. SPIO-labeled cells were tracked by 4.7T MRI in vivo and in vitro after implantation. The subjects were divided into 5 groups, including 5×105 labeled cells cultured for one day after labeling, 5×105 same phase unla-beled cells, cell culture medium with 25 μg Fe/mL SPIO, cell culture medium without SPIO and dis-tilled water. MRI scanning sequences included T1WI, T2WI and T2WI. R2 and R2 of labeled cells were calculated. The results showed: (1) Neural stem cells could be labeled with SPIO and labeling efficiency was 100%. Prussian blue staining showed numerous blue-stained iron particles in the cyto-plasm; (2) The average percentage change of signal intensity of labeled cells on T1WI in 4.7T MRI was 24.06%, T2WI 50.66% and T2WI 53.70% respectively; (3) T2 of labeled cells and unlabeled cells in 4.7T MRI was 516 ms and 77 ms respectively, R2 was 1.94 s-1 and 12.98 s-1 respectively, and T2 was 109 ms and 22.9 ms, R2 was 9.17 s-1 and 43.67 s-1 respectively; (4) Remarkable low signal area on T2WI and T2WI could exist for nearly 7 weeks and then disappeared gradually in the left brain transplanted with labeled cells, however no signal change in the right brain implanted with unlabeled cells. It was concluded that neural stem cells could be labeled effectively with SPIO. R2 and R2 of labeled cells were increased obviously. MRI can be used to track labeled cells in vitro and in vivo.     

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。     

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。     

神经干细胞移植治疗大鼠脊髓损伤的活体示踪研究

目的:探索利用MR技术活体追踪干细胞的可行性及神经干细胞(NSCs)移植对大鼠脊髓损伤(SCI)后功能恢复的影响。方法:66只SD大鼠随机分为假损伤组(A组)、SCI对照组(B组)和细胞移植治疗组(C组)3组,应用已包被多聚左旋赖氨酸(PLL)的SPIO标记NSCs,对标记细胞进行普鲁士蓝染色,分别在细胞移植后第1、2、3、4、5周对各组动物进行BBB评分,细胞移植后1、3、5周行MRI检查。结果:(1)普鲁士蓝染色证实该方法标记NSCs的有效率为100%。(2)细胞移植后1~5周,B、C组动物运动功能均有不同程度恢复,但B组恢复较慢,BBB评分差异有统计学意义(P<0.05)。(3)1.5 T MRI检查见移植处在T2WI序列呈低信号改变,第3周时低信号向损伤区扩大,第5周时可在损伤区见到低信号改变。结论:MR技术可以活体追踪干细胞,NSCs移植治疗SCI有利于大鼠后肢功能的恢复。