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.     

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。     

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。     

门脉移植骨髓间充质干细胞后肝内定居的实验研究

目的探讨同种异体大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)门脉移植后在受体大鼠模型肝内定居分布情况。方法利用密度梯度法和贴壁法纯化大鼠骨髓间充质干细胞。取第3代MSCs经CFSE标记后从门静脉植入同种异体正常组和肝损伤组大鼠体内,10d后取出受体大鼠肝脏,通过冰冻切片行荧光计数法,比较MSCs在大鼠肝脏内定居分布情况。结果门静脉移植后的MSCs均能在正常组和肝损伤组的肝脏内定居；在细胞数量上,肝损伤组明显多于正常组。结论经门静脉移植的MSCs可以定居于肝脏内,定于肝脏的细胞数量与肝脏是否损伤密切相关。     

磁共振成像示踪观察脑缺血大鼠脑室内移植神经干细胞的实验研究

目的探讨MRI示踪观察脑缺血大鼠脑室内移植的标记神经干细胞的分布和迁移的可行性。方法选取16只雄性SD大鼠制做脑梗死模型,随机分为标记组和未标记组,每组8只,分别于脑梗死对侧侧脑室内立体定向移植超顺磁性氧化铁纳米颗粒标记和未经标记的神经干细胞。移植细胞后,不同时间点分别进行MRI连续成像观察,之后进行大鼠脑组织冷冻切片的普鲁士蓝染色。结果标记组移植后即刻的MRI即可观察到大鼠侧脑室内的移植标记细胞,移植后7天脑梗死皮质下即可见到低信号影,各对应时间点组织切片的普鲁士蓝染色与MRI结果相符。结论MRI能够在活体内连续无创的示踪观察大鼠侧脑室移植的标记神经干细胞的迁移及分布情况。     

磁探针标记人内皮型一氧化氮合酶基因修饰的内皮祖细胞及其体外磁共振成像实验研究

目的 人内皮型一氧化氮合酶(heNOS)基因体外修饰兔外周血来源的内皮祖细胞(EPC)后,应用纳米磁探针三氧化二铁(Fe2O3)-精氨酸(arginine)复合物体外标记基因修饰的EPC,磁共振(MR)进行标记细胞成像.方法 制备Fe2O3-arginine复合物.分离兔外周血单个核细胞,贴壁法筛选出EPC,传代培养,用脂质体LipofectamineTM2000体外转染heNOS基因至EPC,转染后48 h对基因修饰EPC进行磁探针标记,普鲁士蓝染色显示细胞内铁,Western blot检测heNOS基因表达情况,四氮噻唑蓝(MTT)比色试验评价磁探针标记基因修饰EPC后对细胞生长状况的影响,流式细胞分析检测标记、未标记细胞的凋亡,应用磁共振的T1WI、T2WI、T2*WI3个序列进行细胞群成像.结果 普鲁士蓝染色可见铁颗粒位于细胞质内,标记率与标记的未修饰基因组EPC相似,都接近100%.MTT比色试验示Fe2O3-arginine标记后3、4、5天,标记的基因修饰细胞组、未修饰基因细胞组的吸光度值与未标记者比较,差异无统计学意义.流式细胞分析结果 显示Fe2O3-arginine标记后细胞凋亡与未标记细胞间差异无统计学意义.磁共振成像显示标记的基因修饰细胞群信号强度的变化与标记的未修饰基因细胞相似,两者之间差异无统计学意义,且两者均较未标记细胞群信号低,以T2*WI的信号强度变化率最大,标记后7 d的信号强度变化率均较标记后1 d者下降.结论 使用脂质体可以成功地将外源heNOS基因转染进兔外周血EPC中并在某中有效表达,Fe2O3-arginine可以有效标记heNOS基因修饰的EPC,其对细胞的活力、增殖等生物学特性无明显影响.临床应用型1.5T MR可在体外进行标记细胞群成像,间接反映干细胞的数量和分裂增殖状态.     

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。     

骨髓间充质干细胞诱导分化后脾内移植治疗急性肝损伤的研究

背景：近年干细胞的研究为肝脏疾病的治疗提供了新契机。研究证实骨髓间充质干细胞（MSCs）不仅可分化为与其组织来源一致的细胞．且具有跨系或跨胚层分化为不同组织来源细胞的潜能。目的：探讨骨髓MSCs诱导分化后脾内移植治疗急性肝损伤的可行性。方法：密度梯度离心法联合贴壁培养分离、扩增BALB／c小鼠骨髓MSCs。体外诱导向肝系细胞分化，逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）、免疫细胞化学法检测肝系细胞的标志。制备BALB／c小鼠ccL急性肝损伤模型．脾内移植DAPI标记的诱导分化21d的MSCs。荧光显微镜下观察细胞的迁徙、定位．行血清肝功能指标、肝脏组织病理学检测移植效果。结果：诱导后7、14d，均检测到甲胎蛋白（AFP）mRNA和蛋白的表达，14、21d检测到白蛋白（ALB）mRNA和蛋白的表达。移植后实验组肝脏和脾脏均发现DAPI标记细胞。与对照组相比，实验组肝功能显著改善（P〈0．05），肝脏病变程度减轻。结论：脾内移植诱导分化的骨髓MSCs对急性肝损伤具有修复作用。     

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?     

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。