超顺磁性氧化铁纳米粒子和CM-DiI荧光双标记骨髓间充质干细胞

背景:细胞移植疗效监测取决于有效的标记方法,从而能够对移植细胞进行示踪.超顺磁性氧化铁纳米粒子(superparamagnetic iron oxide,SPIO)是一种较为理想的新型磁共振对比剂,用SPIO标记细胞可实现对移植细胞进行活体示踪.而荧光活性染料CM-Dil无细胞毒性,不影响细胞的生长,适合标记和示踪细胞.目的:观察SPIO及CM-Dil对骨髓间充质干细胞的标记及示踪效果.方法:全骨髓法培养猪骨髓间充质干细胞,用含50 mg/L铁浓度的SPIO及CM-Dil标记骨髓间充质干细胞,将双标后的骨髓间充质干细胞经冠状动脉注入猪心肌梗死模型.4周后取心脏组织行冰冻切片观察.结果与结论:SPIO及CM-Dil在体外标记骨髓间充质干细胞效率高,几乎达100%.经冠状动脉移植4周后心肌组织可找到双标记的骨髓间充质干细胞,结果提示SPIO及CM-Dil双标记骨髓间充质干细胞体内示踪效果好.     

静脉注射骨髓间充质干细胞在缺血鼠脑中的分布与转化

目的:观察经静脉输入骨髓源性骨髓间充质干细胞在缺血鼠脑中的分布与转化情况。方法:实验于2003-07/2004-08在中国医科大学完成。①取两周龄Wistar胎鼠1只制备骨髓间充质干细胞,将传至2,3代的细胞于移植前3d加入溴脱氧核苷尿嘧啶进行标记备用。②选取健康成年Wistar大鼠22只,随机数字表法分为缺血再灌注模型组12只、假手术组10只。缺血再灌注模型组大鼠建立大脑中动脉闭塞模型,假手术组手术步骤相同,但不阻塞大脑中动脉。术后大鼠提尾右前肢屈曲内收、向右侧转圈或向右侧倾倒为造模成功,缺血再灌注模型组12只大鼠均符合标准。③造模24h后,取2,3代经BrdU标记的骨髓间充质干细胞,消化离心后分别取3×106个细胞(总量大约1mL)静脉输入两组每只鼠尾。④造模后14d,两组大鼠断头后以前囟为中心前后1mm处取脑组织制作标本切片,苏木精-伊红染色。应用BrdU标记骨髓间充质干细胞,计数两组同一部位的10个冠状切片的所有BrdU反应阳性细胞。应用免疫荧光与免疫酶法双重染色,计数BrdU阳性细胞表达神经元特异性烯醇酶、神经胶质原纤维酸性蛋白的比例。结果:实验选取22只大鼠均进入结果分析。①神经元凋亡检测结果:缺血再灌注模型组大鼠缺血区脑组织均发现了暗红色神经元,神经细胞间隙增宽。假手术组均未检测到以上现象。②骨髓间充质干细胞BrdU免疫组化染色结果:骨髓间充质干细胞的胞核为圆形或椭圆形,暗棕色,胞浆少且形态不规则,BrdU标记出现在大脑中动脉闭塞范围的供体细胞胞核中。大多数BrdU标记的骨髓间充质干细胞定位于缺血中心和边缘区,平均阳性细胞数为(15002.75±4972.64);少量分布在对侧半球皮层,平均阳性细胞数为(999.58±655.41)。假手术组脑组织内未发现BrdU阳性细胞。③骨髓间充质干细胞双重免疫组化染色结果:缺血区BrdU阳性细胞表达神经元特异性烯醇酶和神经胶质原纤维酸性蛋白的比例分别是(4.53±1.80)%,(3.66±0.87)%。缺血区对侧的BrdU阳性细胞均未发现表达神经细胞标志。结论:骨髓间充质干细胞经静脉输注途径可以进入缺血后脑组织,存活且大多定位于缺血半球缺血区,表达神经细胞表型的蛋白标志。     

高压氧联合骨髓间充质干细胞移植修复缺氧缺血性脑损伤

背景:单纯骨髓间充质干细胞移植对脑梗死组织的修复作用并不理想,需要结合药物及生物工程材料等手段进行综合治疗。目的:验证高压氧结合骨髓间充质干细胞移植修复大鼠缺氧缺血性脑损伤的效果。方法:体外培养大鼠骨髓间充质干细胞。应用线栓法建立大脑中动脉阻塞大鼠模型,按随机区组法分为3组,即对照组、骨髓间充质干细胞移植组及高压氧+骨髓间充质干细胞移植组。静脉移植后24h,3d及伤后1,2周行Longa行为学评分,检测神经功能的损伤情况。移植2周后,应用RT-PCR法测定生长相关蛋白43mRNA的表达,并以BrdU免疫组化和苏木精-伊红染色行梗死处组织学检查以证实恢复程度。结果与结论:移植后1周,高压氧+骨髓间充质干细胞移植组大鼠神经功能障碍评分低于骨髓间充质干细胞移植组,骨髓间充质干细胞移植组低于对照组(P<0.05)。2周后脑梗死周围组织生长相关蛋白43mRNA的表达高压氧+骨髓间充质干细胞移植组高于骨髓间充质干细胞移植组,骨髓间充质干细胞移植组高于对照组(P<0.05)。BrdU免疫组化和苏木精-伊红切片中的神经元数量高压氧+骨髓间充质干细胞移植组多于骨髓间充质干细胞移植组,骨髓间充质干细胞移植组多于对照组(P<0.05)。提示高压氧联合骨髓间充质干细胞静脉移植治疗大鼠缺氧缺血性脑损伤可明显改善大鼠的神经功能,效果优于单纯骨髓间充质干细胞移植。     

高压氧联合骨髓间充质干细胞移植修复缺氧缺血性脑损伤

背景：单纯骨髓间充质干细胞移植对脑梗死组织的修复作用并不理想,需要结合药物及生物工程材料等手段进行综合治疗。目的：验证高压氧结合骨髓间充质干细胞移植修复大鼠缺氧缺血性脑损伤的效果。方法：体外培养大鼠骨髓间充质干细胞。应用线栓法建立大脑中动脉阻塞大鼠模型,按随机区组法分为3组,即对照组、骨髓间充质干细胞移植组及高压氧＋骨髓间充质干细胞移植组。静脉移植后24h,3d及伤后1,2周行Longa行为学评分,检测神经功能的损伤情况。移植2周后,应用RT-PCR法测定生长相关蛋白43mRNA的表达,并以BrdU免疫组化和苏木精-伊红染色行梗死处组织学检查以证实恢复程度。结果与结论：移植后1周,高压氧＋骨髓间充质干细胞移植组大鼠神经功能障碍评分低于骨髓间充质干细胞移植组,骨髓间充质干细胞移植组低于对照组（P〈0.05）。2周后脑梗死周围组织生长相关蛋白43mRNA的表达高压氧＋骨髓间充质干细胞移植组高于骨髓间充质干细胞移植组,骨髓间充质干细胞移植组高于对照组（P〈0.05）。BrdU免疫组化和苏木精-伊红切片中的神经元数量高压氧＋骨髓间充质干细胞移植组多于骨髓间充质干细胞移植组,骨髓间充质干细胞移植组多于对照组（P〈0.05）。提示高压氧联合骨髓间充质干细胞静脉移植治疗大鼠缺氧缺血性脑损伤可明显改善大鼠的神经功能,效果优于单纯骨髓间充质干细胞移植。     

骨髓间充质干细胞在IgA肾病大鼠肾脏中的定位与分布

背景：由于骨髓间充质干细胞缺乏特异性表面抗原,常根据其贴壁生长、成骨成脂分化等生物学特点来鉴定。目的：观察骨髓间充质干细胞在IgA肾病大鼠肾脏中的定位与分布情况。方法：以牛血清白蛋白＋葡萄球菌肠毒素B＋皮下注射四氯化碳的改良法建立SD大鼠IgA肾病模型。造模成功分别经尾静脉移植大鼠骨髓间充质干细胞或生理盐水,并设立不造模的正常对照组。移植后1,4周观察各组大鼠的尿蛋白、肾功能、肾脏病理变化、IgA荧光沉积变化,并通过免疫组织化学观察BrdU标记的骨髓间充质干细胞在肾组织中的分布情况。结果与结论：移植后1周,骨髓间充质干细胞组尿蛋白、血肌酐明显低于生理盐水组;移植后4周,骨髓间充质干细胞组肾脏病理变化、IgA荧光沉积与生理盐水组比较差异有显著性意义。提示骨髓间充质干细胞输注可促进大鼠IgA肾病的修复,并可定位于肾小球系膜区及少数肾小管间质区,但随时间延长,BrdU标记的髓间充质干细胞在肾组织中分布却逐渐减少。     

骨髓间充质干细胞在IgA肾病大鼠肾脏中的定位与分布

背景:由于骨髓间充质干细胞缺乏特异性表面抗原,常根据其贴壁生长、成骨成脂分化等生物学特点来鉴定.目的:观察骨髓间充质干细胞在IgA肾病大鼠肾脏中的定位与分布情况.方法:以牛血清白蛋白+葡萄球菌肠毒素B+皮下注射四氯化碳的改良法建立SD大鼠IgA肾病模型.造模成功分别经尾静脉移植大鼠骨髓间充质干细胞或生理盐水,并设立不造模的正常对照组.移植后1,4周观察各组大鼠的尿蛋白、肾功能、肾脏病理变化、IgA荧光沉积变化,并通过免疫组织化学观察BrdU标记的骨髓间充质干细胞在肾组织中的分布情况.结果与结论:移植后1周,骨髓间充质干细胞组尿蛋白、血肌酐明显低于生理盐水组;移植后4周,骨髓间充质干细胞组肾脏病理变化、IgA荧光沉积与生理盐水组比较差异有显著性意义.提示骨髓间充质干细胞输注可促进大鼠IgA肾病的修复,并可定位于肾小球系膜区及少数肾小管间质区,但随时间延长,BrdU标记的髓间充质干细胞在肾组织中分布却逐渐减少.     

超顺磁性氧化铁纳米粒子标记心脏内骨髓间充质干细胞及活体磁共振示踪的实验研究

目的:探讨超顺磁性氧化铁纳米粒子(superparamaganetic iron oxide nanoparticles,SPIO)能否作为示踪剂在磁共振下对移植入梗死边缘区的骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)进行体内追踪。方法:体外培养MSCs用SPIO标记后普鲁士蓝染色观察标记率及MTT法观察其对MSCs活性的影响。建立大鼠急性心肌梗死模型,分磁性细胞移植组、非磁性细胞移植组、纳米粒子移植组,分别于梗死心肌边缘区多点注射SPIO标记MSCs、未标记MSCs、SPIO。术后3、7、14、21d行MRI检查后处死大鼠,进行组织学检查。结果:SPIO标记MSCs阳性率达95%,对MSCs的活性和分化无明显影响。磁性细胞移植组术后3、7、14d在MRT2像显示的低信号注射点为65.6%、56.3%、18.8%,术后21d不能显示注射点。随时间的延长,低信号区域边界模糊,范围扩大,信号对比度降低。结论:SPIO可以作为示踪剂在磁共振下对移植入大鼠梗死边缘区的MSCs进行体内追踪,该方法能够作为一种无创的手段来示踪体内干细胞的迁移及转归。     

局部注射骨髓间充质干细胞治疗大鼠脊髓损伤:运动功能有改善吗?

背景:目前研究多为骨髓间充质干细胞的体外培养及细胞移植对颅内疾病的治疗,对植入细胞在损伤脊髓中的成活、分化、迁移、结构重建等了解有限.目的:探讨局部骨髓间充质干细胞移植在脊髓损伤修复中的作用和骨髓间充质干细胞替代治疗的可行性.方法:成年健康雌性SD大鼠随机分为细胞移植组和对照组,建立SD大鼠脊髓横断损伤模型,伤后即刻分别向损伤区局部移植大鼠骨髓间充质干细胞悬液或无钙镁磷酸缓冲液.在术前和术后1 d,1周,2周,3周,4周和8周进行BBB评分,观测大鼠的运动功能,并于移植后1周免疫组织化学染色法观察BrdU标记的骨髓间充质干细胞在脊髓损伤处的存活情况,移植后4周进行损伤脊髓的大体观察和组织学检测.结果与结论:移植后第1～8周细胞移植组BBB评分均高于对照组;术后1周免疫组织化学染色结果显示在细胞移植组大鼠脊髓远端检测到BrdU阳性细胞,术后4周脊髓损伤处发现有神经纤维.证实通过损伤后立即局部注射的方式将骨髓间充质干细胞移植进大鼠脊髓损伤区,细胞可在损伤区存活;存活的骨髓间充质干细胞可分化为神经元,在损伤局部形成神经元通路,从而促进脊髓神经纤维传导功能的恢复,并促进高位脊髓损伤后大鼠后肢运动功能恢复.     

立体定向移植骨髓间充质干细胞改善血管性大鼠的学习记忆能力

背景：大量的实验证明将骨髓间充质干细胞移植到复制的中枢神经系统疾病大鼠模型后,能迁移到损伤部位,表达神经细胞的潜在特性并且提高神经功能。目的：验证骨髓间充质干细胞对拟人类血管性痴呆模型大鼠学习记忆障碍的改善作用。方法：分离SD大鼠骨髓间充质干细胞,于细胞移植前掺入10mg/L的BrdU进行标记。建立Wistar大鼠血管性痴呆样学习记忆障碍动物模型,随机分为模型组、假手术组与移植组。移植组致伤后第14天,通过立体定向途径移植骨髓间充质干细胞到大鼠海马,假手术组给予等量生理盐水,模型组大鼠不做处理。采用Morris水迷宫检测大鼠空间学习记忆能力。损伤后第90天处死大鼠,观察海马组织有无Brdu＋神经元特异性烯醇化酶、Brdu＋胶质纤维酸性蛋白免疫组织化学双染阳性细胞,并且观察从侧脑室到海马是否存在神经元前体细胞的标志Doublecortin（DCX）吻侧迁移流。结果与结论：①移植组大鼠采用Morris水迷宫检测大鼠空间学习记忆能力逃避潜伏期及跨越平台次数优于模型组及假手术组（P〈0.05）。②移植组大鼠海马组织及其周围可见免疫组织化学双染阳性细胞,但未见从侧脑室到海马关于神经元前体细胞的标志Doublecortin（DCX）吻侧迁移流。结果提示,骨髓间充质干细胞移植可以促进脑损伤大鼠的神经功能的恢复,其机制可能与移植细胞分化为神经元样和神经胶质细胞样细胞,并分泌或促进宿主分泌神经营养因子有关。     

骨髓间充质干细胞对血管性痴呆大鼠海马CA1区突触素表达的影响

目的：观察静脉注射同种异体骨髓间充质干细胞对血管性痴呆（VaD）模型大鼠海马CA1区突触素表达的影响。方法：体外分离、扩增大鼠骨髓间充质干细胞（MSC），并用BrdU标记。大鼠双侧颈总动脉结扎法制备血管性痴呆模型。1周后经尾静脉注射MSCs，观察注射后4周大鼠海马CA1区突触素（SYN）表达的变化。结果：4周后VaD大鼠海马CA1区锥体细胞层内SYN表达较正常对照组减少，差异有显著性（P〈0．01）；MSCs注射后4周，大鼠海马CAl区可见荧光标记的MSCs，SYN表达较未注射组增加，差异有显著性（P〈0．01）。结论：静脉注射MSCs使VaD大鼠海马CA1区突触素表达增加。     

心脏MRI在体示踪移植细胞的可行性研究

目的：寻找一种能够对移植细胞进行在体示踪的标记方法,为细胞移植的动物和临床实验中细胞的存留、迁移提供重要手段。方法：从中华小型猪髂骨处抽取骨髓,体外培养扩增MSCs。将SPIO和MSCs共同孵育培养36h。普鲁士蓝染色评价细胞的标记效率;通过MTT比色实验评价SPIO对细胞生长能力的影响;台盼蓝染色检验标记后细胞的活性;使用Costar Transwell方法评价铁离子对细胞迁移能力的影响;用细胞分化诱导液培养标记后的细胞评价其向成脂肪细胞和成骨细胞的分化能力。在体内实验中将SPIO标记或未标记的自体MSCs注射到心肌或冠状动脉内,通过心脏磁共振检查对移植细胞进行在体示踪观察。在细胞移植后不同时期取材动物心脏切片进行普鲁士蓝染色观察移植细胞。结果：MSCs经铁离子标记后普鲁士蓝染色阳性率在98%以上,可见蓝染颗粒位于细胞浆内,标记细胞电镜切片观察可见高密度铁颗粒位于细胞浆内。MTT比色实验发现随着培养液中SPIO浓度的增加细胞增殖能力没有明显改变;台盼蓝染色显示标记后98％的细胞保持活性;细胞经SPIO标记后仍可保持原有的细胞形态,可继续培养、传代。细胞迁移试验发现细胞标记后对SDF-1和VEGF诱导的迁移能力没有明显的减低。铁离子标记后细胞仍可向成脂肪细胞和成骨细胞分化。注射到心肌或冠状动脉内的SPIO标记的MSCs可通过心脏磁共振检查进行在体示踪,动态观察显示SPIO标记细胞在磁共振影像上表现为低密度灶影或信号缺失,并且在移植后4周仍可显影。病理学检查可以看到移植细胞呈普鲁士蓝染色阳性,并和影像学有很好的一致性。结论：临床使用的SPIO磁共振对比剂可以安全、有效的标记MSCs。利用心脏磁共振对移植的标记细胞可以实现移植细胞的在体示踪观察。此标记方法结合心脏磁共振技术为移植细胞的在体示踪和细胞存留、迁移的研究提供了良好的手段。     

骨髓间充质干细胞在肾缺血-再灌注损伤早期的抗凋亡作用

目的 观察骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)自体移植对兔肾缺血-再灌注(ischemia reperfusion,I/R)损伤早期的治疗作用及其对肾小管上皮细胞凋亡的影响.方法 骨穿刺抽取新西兰大耳白兔股骨骨髓,分离、培养、扩增MSCs.30只新西兰大耳白兔随机分为移植组、对照组和假手术组,每组10只.移植组夹闭双肾动脉90 min,再灌注后经颈静脉移植BrdU标记的自体MSC8.对照组夹闭双肾动脉90 min,再灌注后经颈静脉注入等量生理盐水.假手术组假手术后经颈静脉移植Brdu标记的自体MSCs.肾I/R后48 h处死兔,比较兔肾功能和肾组织损伤,免疫组化法检测肾组织MSCs来源细胞,TUNEL法检测肾小管上皮细胞凋亡.用SPSS 13.0统计软件进行统计学分析,肾功能和肾小管细胞凋亡比较用ANOVA单因素方差分析;肾损伤指数比较用非参数的Kruskalwallis检验,以P<0.05为差异有统计学意义.结果 移植组较对照组肾功能明显改善(24 h,BUN:F=7.483,Scr:F=15.091;48 h,BUN:F=17.741,Scr:F=61.865;P<0.05),肾损伤明显减轻(F=12.658,P<0.01).移植组肾小管上皮细胞凋亡明显减少(F=135.495,P<0.01),且差异均具有统计学意义(P<0.05).I/R后48 h,移植组肾组织内可见少量BrdU阳性细胞.结论 MSCs自体移植对急性肾I/R损伤有治疗作用,其可能机制是通过减少肾小管上皮细胞凋亡来减轻肾I/R损伤早期的肾损害.     

MR tracking of SPIO‐labeled mesenchymal stem cells in rats with liver fibrosis could not monitor the cells accurately

Our previous study showed that in vivo magnetic resonance (MR) imaging is effective in tracking superparamagnetic iron oxide (SPIO)‐labeled bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) in rats with liver fibrosis. SPIO‐labeling‐induced signal reduction on MR images was completely reversed within 15 days after transplantation. It is still unclear whether the signal changes in MR imaging could reflect the number of transplanted cells in the liver. In the present study, BMSCs of male rats were doubly labeled with enhanced green fluorescent protein (EGFP) and SPIO and injected intravascularly into female rats with liver fibrosis. At different time points after injection, MR imaging was performed. The distribution of SPIO particles and EGFP‐positive cells was determined by Prussian blue staining and EGFP immunohistochemistry, respectively. The distribution of transplanted BMSCs in various organs was assessed by detection of the SRY gene using real‐time quantitative PCR. At 15 days post transplantation, the numbers of transplanted cells were significantly decreased in the lung, kidney, spleen and muscle, but not liver and heart, in comparison with those at 7 days after transplantation. EGFP staining‐positive cells were observed in the liver intralobular parenchyma, while Prussian blue staining was negative at 42 days after transplantation. Taken together, SPIO particles and EGFP‐labeled BMSCs show a different tissue distribution pattern in rats with liver fibrosis after a long‐term period of monitoring. SPIO‐based MR imaging may not be suitable for long‐term tracking of transplanted BMSCs in vivo. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

大鼠脑出血移植施万细胞的实验研究

目的 探讨施万细胞（SCs）移植于大鼠脑出血部位对神经再生的影响。方法体外培养SCs，弘溴脱氧尿嘧啶（BrdU）标记后移植于脑出血模型大鼠的脑出血部位，不同时间处死动物，免疫组织化学双染检测BrdU／髓鞘碱性蛋白（MBP）和BrdU／/生长相关蛋白-43（GAP-43）的表达。结果SCs移植1周后至13周，脑内可见BrdU／MBP双染阳性细胞；移植后第12周可见BrdU和GAP-43阳性细胞，海马部位GAP-43阳性细胞尤其多见。结论 移植的SCs参与髓鞘形成和神经再生。     

人脐带间充质干细胞经体内定植并向心肌样细胞分化的研究

目的探讨人脐带间充质干细胞(MSCs)移植到大鼠心肌后能否存活并向心肌样细胞分化,为心肌细胞的移植探索新的细胞来源。方法从人脐带华尔通氏胶分离、培养MSCs,检测人脐带来源的MSCs的细胞表面标记。用5-溴-2-脱氧尿苷(BrdU)标记人脐带间充质干细胞,标记细胞移植到梗塞大鼠心肌,观察移植后2周细胞能否存活,移植细胞能否向心肌样细胞分化,表达心肌细胞标记物troponinI及troponinT。结果人脐带间充质干细胞移植到心肌梗塞模型大鼠心肌后细胞能存活,并表达心肌细胞标记物troponinI及troponinT。结论人脐带间充质干细胞移植至体内能存活并分化为心肌样细胞,人脐带间充质干细胞可能作为心肌细胞移植的来源。     

SPIO标记脂肪干细胞移植退变椎间盘内的MRI活体示踪

背景：国内外动物实验多是荧光标记骨髓间充质干细胞的移植,以SPIO标记脂肪干细胞移植后活体示踪对退变椎间盘修复作用的研究较少.目的：活体监测SPIO标记的脂肪干细胞在退变椎间盘内的存活、迁移和转归,以及脂肪干细胞对退变椎间盘的修复及延缓退变作用.方法：新西兰大白兔20只,兔椎间盘被分为4组,即正常对照组（L1/2）,脂肪干细胞组（L2/3）,PBS组（L3/4）,SPIO-脂肪干细胞组（L4/5）.透视引导下用18G穿刺制作退变模型后2周行SPIO标记的脂肪干细胞移植.结果与结论：SPIO-脂肪干细胞移植后即刻T2WI/FFE序列上可见椎间盘内明显低信号,8周后仍可检测到低信号.脂肪干细胞移植组与同时间点PBS组比较,椎间盘退变程度轻.提示SPIO-脂肪干细胞移植至椎间盘后,可通过MRI进行监测;脂肪干细胞椎间盘内移植有助于修复退变椎间盘和延缓椎间盘退变.     

Detection of viability of transplanted beta cells labeled with a novel contrast agent – polyvinylpyrrolidone‐coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles by magnetic resonance imaging

Islets can be visualized on MRI by labeling with superparamagnetic contrast agent during the transplantation procedure. However, whether the signal intensity reflects the cell number and cellular viability has not been determined. We used a self‐synthesized novel superparamagnetic contrast agent –polyvinylpyrrolidone‐coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles (PVP‐SPIO) – to label β‐TC‐6 cells (a mouse insulinoma cell line) or primary islets with commercial Feridex as a control. The labeling efficiency of two agents was compared by Prussian blue staining, intracellular iron content determination and MR scanning. Cells were exposed to hypoxia, high‐glucose or exogenous H₂O₂ stimulation before/after PVP‐SPIO labeling. Normal and injured cells were also transplanted into renal subcapsule. A clinically used 3.0 T MR scan was performed in vitro and 24 h post‐transplantation to investigate the correlation between cellular viability and signal. Our PVP‐SPIO displayed superior biocompatibility and magnetic properties. All of the cells could be labeled at 100 µg/ml iron concentration after 24 h incubation. At 100 µg/ml iron concentration, 1 × 10⁵ β cells labeled with PVP‐SPIO could already be visualized in vitro by MRI, less than the detection threshold of Feridex. There existed a linear correlation between the number of labeled cells and R₂ value on the T₂‐weighted images. The signal intensity and the intracellular iron content declined along with the decreased viability of labeled cells. There was also a significant difference in signal intensity between injured and normal labeled cells after transplantation. From these results, we concluded that PVP‐SPIO possessed superior cell labeling efficiency, and β cells could be labeled without compromising viability and function. The signal intensity on MRI might be a useful predictor to evaluate the number and the viability of PVP‐SPIO‐labeled cells. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

骨髓基质干细胞移植对脑梗死大鼠生长相关蛋白43表达的影响

背景:目前生长相关蛋白43作为构建中枢神经系统可塑性的基本物质,是研究神经生长及损伤修复的首选分子标记物.目的:通过建立大鼠局灶性脑缺血模型,观察骨髓基质干细胞移植内源性轴突再生标志物生长相关蛋白43的表达变化.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2006-03/2007-10在武汉大学人民医院神经科实验室和丝宝药业有限公司博士后科研工作站完成.材料:选取清洁级成年SD大鼠60只,按随机数字表法分为模型对照组、假手术组和干细胞移植组,每组20只.方法:另取2月龄SD大鼠4只用于制备骨髓基质干细胞,骨髓基质干细胞悬液用5-溴脱氧尿嘧啶核苷法标记.假手术组大鼠麻醉后分离结扎右侧颈内总动脉;其余大鼠制备右侧大脑中动脉缺血模型,造模后24 h向干细胞移植组大鼠左侧侧脑室推注20 μL5×105的骨髓基质干细胞,模型对照组推注等量磷酸盐缓冲液.主要观察指标:每组大鼠于移植前、移植后7,14,21,28 d应用免疫组织化学法检测脑梗死灶周边区生长相关蛋白43的表达和移植细胞的存活及迁移情况,并记录神经功能缺损评分.结果:培养的骨髓基质干细胞经5-溴脱氧尿嘧啶核苷标记后移植到大鼠左侧侧脑室,可迁移到梗死灶周围,移植后7 d在梗死灶能检测到5溴脱氧尿嘧啶核苷标记的阳性细胞,移植后14 d增多达高峰,移植后28 d逐渐减少并消失.免疫组织化学图像分析结果显示干细胞移植组大鼠在移植后7,14 d脑梗死灶周边区生长相关蛋白43免疫活性高于模型对照组(P<0.05).假手术组大鼠无神经损伤症状,神经功能评分均为0分;随时间的推移,模型对照组和干细胞移植组动物的神经功能评分逐渐降低,从移植后14 d开始,干细胞移植组的神经功能评分均明显低于模型对照组(P<0.05).结论:骨髓基质干细胞移植能上调局灶性脑缺血大鼠脑梗死灶周边区生长相关蛋白43的表达,与大鼠神经功能的恢复趋势相符.     

不同种类超顺磁性氧化铁标记猪骨髓间充质干细胞的体外MR成像

背景:干细胞磁性标记是新近开展的一项干细胞体外标记技术,结合MR成像设备可以活体监控移植入体内的干细胞.目的:明确超顺磁性氧化铁粒子体外标记猪骨髓间充质干细胞的方法、不同种类超顺磁性氧化铁标记细胞经MR成像的特征及可成像的最低标记细胞量.设计、时间及地点:对比观察,于2006-09/2007-03在苏州大学医学部心血管外科实验室及苏州大学附属第一医院影像中心完成.材料:猪髂骨骨髓由太湖梅山猪新鲜采集:超顺磁性氧化铁纳米颗粒为德国Schering公司产品;超微型超顺磁性氧化铁纳米颗粒由苏州大学化学与化工学院提供:铁颗粒晶核表面包被葡聚糖,3种超微型超顺磁性氧化铁包被葡聚糖后根据颗粒大小(12,15,20 nm)分别依次简称为1#,2#,3#.方法:分离、纯化、培养猪骨髓间充质干细胞,体外进行不同种类超顺磁性氧化铁标记,染色及荧光显微镜观察;测量并绘制未标记细胞和标记细胞的MTT生长曲线;选取不同的细胞量组(Feridex标记细胞分别选取1×106、5×105及1×105L-1量组,未标记细胞选取5×105L-1量组,1#、2#及3#超微型超顺磁性氧化铁标记细胞均选取5×105L-1量组)进行标记后MR成像,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.主要观察指标:超顺磁性氧化铁标记干细胞的普鲁士蓝染色检测标记率:标记干细胞的MTT生长曲线;双染色法检测细胞凋亡;不同Ependoff管内细胞团T1WI、T2WI和FFE图像的信号强度.结果:应用多聚赖氨酸介导干细胞磁标记方法标记骨髓间充质干细胞有效率为100%,普鲁士蓝染色见细胞浆内有多少不等的蓝染铁颗粒;超顺磁性氧化铁标记的间充质干细胞在T2WI尤其是FFE(T2WI)序列信号明显降低;在25 mg/L Fe培养液标记浓度下,MR成像的最低细胞量为1×105;在不同种类超顺磁性氧化铁标记下,2#、3#USPIO与Feridex在T2WI及T2*WI上有显著性差异(P<0.01);而1#USPIO与Feridex在T2WI及T2WI上差异无显著性意义(P>0.05):Feridex标记间充质干细胞在T2WI及T2WI上与T1WI相比,差异均有显著性意义(P<0.01).结论:超顺磁性氧化铁可以简便标记间充质干细胞并且在适当浓度下对间充质干细胞的生物学活性没有影响,MR T2WI和T2*WI序列可敏感显像磁性标记的干细胞.     

SPIO标记脂肪干细胞移植治疗大鼠脑梗死的磁共振示踪成像研究

目的通过采用多聚左旋赖氨酸（PLL）与超顺磁氧化铁纳米微粒（SPIO）的复合物对脂肪干细胞（ADSCs）体外进行标记,观察SPIO标记ADSCs脑内移植治疗大鼠脑梗死的分布和迁徙情况。方法显微镜下直接结扎大脑中动脉方法制备大鼠脑梗死模型36只,随机分成缺血未干预对照组（12只）、磁性标记ADSCs移植组（12只）和未磁性标记ADSCs移植组（12只）,采用立体定向方法脑内移植。对移植后大鼠的神经系统行为和运动功能进行评估,病理组织化学染色观察ADSCs在体内的分布情况,并用磁共振成像的方法在体观察ADSCs的分布,并与病理结果进行对比。结果移植后3周神经系统行为学评分显示移植组动物明显改善,ADSCs脑内移植后3周MRT2WI显示移植区低信号改变并通过胼胝体向病灶迁移。病理组织检查显示磁共振低信号改变区可见普鲁士蓝染色阳性细胞。结论移植ADSCs可以有效地促进大鼠脑梗死后神经行为功能的恢复,MRI可用于在体评价经SPIO和PLL复合物标记的ADSCs细胞移植后在体内的分布、迁移过程。