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.     

双向单克隆抗体在示踪裸鼠体内人乳腺癌MCF—7细胞的作用

应用双向单克隆抗体为桥梁对接种于雌性裸鼠体的人乳腺癌细胞ＭＣＦ－７进行示踪，为示中内肿瘤细胞寻找更好的途径。方法：将ＭＣＦ－７细胞经体外培养事接种于雌性裸鼠，待形成肿瘤结节再用自制的双向单克隆抗体及＾１２５－ＢＨ注射于裸鼠体内，用放射自显影法显示＾１２５Ｉ在ＭＣＦ－７细胞表面的分布。     

基于近红外荧光蛋白的细菌体内成像研究

目的建立表达iRFP的细菌株并且进行体内和体外成像。方法合成iRFP基因序列,构建pPL-BV和pET-3a-iRFP质粒,转化质粒进入细菌,检测细菌激发和发射波长,分析细菌体外和体内荧光分子成像。结果转化含iRFP质粒的细菌的激发波长峰值为690nm,发射波长峰值为713nm,细菌可进行体外和体内荧光分子断层成像。结论本研究成功构建了表达iRFP的细菌,体内外成像可快速分析该细菌的数量变化和体内分布。     

干细胞示踪在疾病中的应用

干细胞（Stem cells）是一种增殖能力较强的、具有多向分化潜能和自我更新特性的细胞.它能通过分化成多种细胞表型、提供细胞因子和趋化因子、抑制免疫反应、增强组织的再生从而来治疗各种疾病,因此在疾病的临床研究中越来越受到重视.但目前,干细胞体内移植后的归巢、迁移、分布、增殖及分化等生物学行为仍无法客观的动态监测.传统的研究通过病理组织切片来进行评估,这种方法不适用于细胞在活体内的生物学行为监测.近年来,分子成像技术的不断发展为干细胞移植提供无创、活体实时的评价手段.随着研究的不断深入,越来越多的分子影像学技术广泛应用到细胞示踪领域,从而有利于客观动态评价干细胞在疾病治疗中的作用机制及生物学行为.对干细胞示踪及分子影像学技术在疾病中的应用进行了总结。     

活体内光学成像技术在乳腺癌研究中的应用

 活体内光学成像是近年来发展起来的一种新兴技术,本文就该技术的成像原理、成像过程和特点以及在乳腺癌研究领域的应用作一综述。     

光生物调节加速脑组织间液引流及其机制

目的：探讨光生物调节(photobiomodulation, PBM)对脑组织间液(interstitial fluid, ISF)引流的影响,为PBM治疗阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease)提供新的解释。方法：24只SD雄性大鼠随机分为PBM组(n=12)、假PBM组(n=6)及空白对照组(n=6),其中PBM组根据磁示踪分子探针注射部位的不同又分为PBM同侧示踪组(n=6)和PBM对侧示踪组(n=6)。PBM组和假PBM组大鼠在脑尾状核区ISF引流到达的额叶皮层区对应的颅骨上微创暴露硬膜;PBM组使用630 nm光纤(5～6 mW/cm²)按照每次光照5 min,暂停2 min的方式,总共照射5次;假PBM组于相同位置使用光纤但不打开电源,保持相同时间;空白对照组不进行任何操作。PBM结束后,将示踪分子探针注射到每组大鼠的尾状核区,之后利用磁示踪技术根据探针分子的扩散和分布,观察大鼠尾状核区ISF引流的变化规律,并使用细胞外间隙(extracellular space, ECS)扩散参数图像(diffusion rate in ECS-map...     

活体动物成像光学技术的应用研究

活体动物光学成像是利用生物发光及荧光技术在活体动物体内进行生物标记,通过光学成像系统来监测被标记动物体内分子及细胞等的生物学过程。而传统动物实验研究方法局限于需处死老鼠,解剖肉眼观察或组织切片观察等,无法动态监测整个活体内生物学事件的发生、发展。结合解放军第150中心医院LuminaⅡ型活体动物光学成像设备及成像技术在标记活体内肿瘤、活体细胞示踪、标记基因及转基因动物等方面的应用研究综述如下。     

骨髓间充质干细胞移植治疗急性心肌梗死的多模态体内示踪分子成像

目的 利用多聚乙烯-超顺磁性氧化铁(PEI2k-SPIO)标记带有萤火虫荧光素酶（Luciferase）的SD大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs/Luciferase）,探索多模态成像活体示踪BMSCs移植治疗急性心肌梗死的可行性。方法 PEI2k-SPIO成功标记BMSCs/Luciferase细胞后行普鲁士兰染色及MTT验证标记的有效性及安全性。超声引导下原位移植至SD大鼠急性心肌梗死模型的梗死心肌边缘,分别在移植后1 d和1周行磁共振成像（MRI）及移植后1 d、2 d、3 d和1周行光学成像。结果 MTT结果显示PEI2k-SPIO标记的BMSCs/Luciferase细胞与未标记BMSCs/Luciferase细胞间存活细胞率差异无统计学意义(P<0.05)。MRI在细胞移植后1 d能观察到注射区域低信号,移植后1周未观察到低信号影;移植后1、2、3 d可同时探测到生物发光,移植后7 d未检测到生物发光。结论 多模态分子成像可同时示踪移植干细胞的位置和判断细胞存活状态。     

小动物活体成像技术在结肠癌肝转移研究中的应用

目的利用表达荧光素酶基因的稳定细胞株及小动物活体成像平台,观察小鼠SL4结肠癌肝转移及血管新生情况。方法利用表达荧光素酶SL4-luc结肠癌细胞株,通过小动物活体成像系统检测结肠癌肝转移的情况,通过血管新生的近红外线探针观察肝转移灶中血管新生情况。结果利用小动物活体成像系统,生物发光技术确定了结肠癌细胞肝转移,近红外线探针活性确定了肝转移的灶中血管新生。结论在结肠癌肝转移过程中,应用小动物活体成像技术,确定了结肠癌的肝转移及血管新生。     

靶向动脉粥样硬化携全氟己烷纳米粒的MRI/荧光显像及对活化巨噬细胞的影响

目的 制备一种载相变材料全氟己烷(perfluorohexane, PFH)和配体硫酸葡聚糖(dextran sulfate, DS)的靶向清道夫受体A的磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)/近红外荧光双模态分子探针,研究其对活化巨噬细胞的影响。方法 采用双乳化法和静电吸附法制备纳米粒(PFH-Fe/DiR-DS),检测该纳米粒的理化性质,研究其体外MRI和近红外荧光成像情况及其相变性能,分析纳米粒对活化巨噬细胞的靶向性和相变诱导巨噬细胞凋亡的情况。结果 制备的PFH-Fe/DiR-DS纳米粒的最终尺寸为269～303 nm,分散性好,具有壳核结构,表面呈光滑的三维球形。纳米粒具有良好的MRI和近红外荧光多模态成像能力,在低强度聚焦超声(low-intensity focused ultrasound, LIFU)的辐照下能够发生相变。纳米粒对活化的巨噬细胞具有较高的亲和力,被巨噬细胞内吞后在LIFU的辐照下,能够通过声致相变效应诱导巨噬细胞凋亡。结论 本研究成功构建了靶向动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)斑块的多模态多功能P...     

兔外周血内皮祖细胞的多功能分子影像探针标记及其在肿瘤模型中的活体示踪

目的:构建多功能分子影像探针——共轭化合物-1,体外标记兔外周血内皮祖细胞(endothelial pro-genitor cells,EPCs),并进行体内细胞示踪。方法:利用磁共振T1对比剂Gd、近红外荧光染料Cy5.5以及罗丹明合成共轭化合物-1,体外标记EPCs,采用四氮噻唑蓝(MTT)比色实验评价不同浓度bCD-PLL标记EPCs后对细胞增殖力的影响;流式细胞术分析对细胞周期的影响及不同孵育时间细胞荧光标记率。将标记共轭化合物-1的EPCs移植于乳腺癌荷瘤鼠模型,通过磁共振成像和近红外光学成像对移植细胞进行活体示踪。结果:共轭化合物-1的标记对EPCs增殖活性及细胞周期无明显影响;2μmol.L-1共轭化合物-1可有效标记细胞。磁共振成像和近红外光学成像表明标记的EPCs在移植后5 d肿瘤信号出现明显改变。结论:共轭化合物-1能有效标记兔外周血EPCs,细胞活力不受影响。两种活体成像均表明经标记的EPCs移植于乳腺癌荷瘤鼠模型后能够归巢至肿瘤组织,显示出共轭化合物-1的成像优越性。     

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.     

小动物活体成像生物发光稳定细胞株的构建

目的构建能用于小动物活体成像系统的、能稳定表达荧光素酶基因的小鼠Panc02胰腺癌细胞株制作动物模型。方法利用表达荧光素酶基因pGL4.20为载体,转染小鼠Panc02胰腺癌细胞株,通过检测荧光素酶活性,检测其表达效果,通过嘌呤霉素筛选稳定转染细胞株,挑选高表达荧光素酶基因的单克隆细胞株,并利用此细胞株在小动物活体成像系统中确认小鼠胰腺癌皮下肿瘤形成。结果构建了表达荧光素酶基因的Panc02稳定转染细胞株,并且在体内形成皮下肿瘤。结论构建了高表达荧光素酶基因的Panc02稳定转染细胞株。     

大鼠骨髓源神经干细胞的Sinerem体外标记及磁共振成像研究

目的 应用超小超顺磁性氧化铁(USPIO)Sinerem和转染试剂多聚赖氨酸(PLL)复合物标记大鼠骨髓源神经干细胞,初步评价磁共振成像活体示踪Sinerem标记干细胞的可行性.方法 分离SD大鼠骨髓基质干细胞,体外培养诱导成骨髓源神经干细胞.将制备的Sinerem-PLL复合物以浓度Sinerem 200μg/ml和干细胞共孵育培养过夜.采用普鲁士蓝染色和透射电镜确定细胞内铁的摄取、定位情况;并对细胞增殖、凋亡检测评价.体内外以SE序列T2WI与T2*WI行4.7T磁共振干细胞成像.结果 该方法标记干细胞效率为95%以上,普鲁士蓝染色显示铁颗粒存在胞质中,电镜显示铁颗粒集中于内涵体和溶酶体中;该浓度时Sinerem对细胞的活性影响与未标记细胞相比差异无统计学意义(P＞0.05).标记后细胞体内外的T2WI与T2*WI信号强度明显降低.结论 利用Sinerem对比剂经PLL介导标记骨髓源神经干细胞高效易行,磁共振可用于活体示踪神经干细胞.     

Efficiently tracking of stem cells in vivo using different kinds of superparamagnetic iron oxide in swine with myocardial infarction

Background  Superparamagnetic iron oxide (SPIO) particles have shown much promise as a means to visualize labeled cells using molecular magnetic resonance imaging (MRI). Micrometer-sized superparamagnetic iron oxide (MPIO) particles and nanometer-sized ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO) are two kinds of SPIO widely used for monitoring stem cells migration. Here we compare the efficiency of two kinds of SPIO during the use of stem cells to treat acute myocardial infarction (AMI).

Methods  An AMI model in swine was created by 60 minutes of balloon occlusion of the left anterior descending coronary artery. Two kinds of SPIO particles were used to track after intracoronary delivered 10⁷ magnetically labeled mesenchymal stem cells (MR-MSCs). The distribution and migration of the MR-MSCs were assessed with the use of 3.0T MR scanner and then the results were confirmed by histological examination.

Results  MR-MSCs appeared as a local hypointense signal on T₂^*-weighted MRI and there was a gradual loss of the signal intensity after intracoronary transplantation. All of the hypointense signals in the USPIO-labeled group were found on T₂^*-weighted MRI, contrast to noise ratio (CNR) decreased in the MPIO-labeled group (16.07±5.85 vs. 10.96±1.34) and USPIO-labeled group (11.72±1.27 vs. 10.03±0.96) from 4 to 8 weeks after transplantation. However, the hypointense signals were not detected in MPIO-labeled group in two animals. MRI and the results were verified by histological examination.

Conclusions  We demonstrated that two kinds of SPIO particles in vitro have similar labeling efficiency and viability. USPIO is more suitable for labeling stem cells when they are transplanted via a coronary route.

     

MRI与99 Tcm-MDP骨显像在骨转移瘤诊断中的应用比较

目的：比较 MRI与99 Tcm-MDP骨显像在骨转移瘤诊断中的价值。方法对15例骨转移瘤患者分别进行 MRI及99 Tcm-MDP骨显像检查,比较2种方法检出骨转移瘤病变的阳性率。结果15例骨转移瘤中,MRI检查阳性15例,阳性病灶95个,99 Tcm-MDP 骨显像检查阳性13例,阳性病灶61个,MRI 阳性病灶检出率高于99 Tcm-MDP骨显像,差异有统计学意义（χ2＝23．684,P＜0．01）。结论增强T1 WI及 DWI序列的应用,使得 MRI检查较99 Tcm-MDP骨显像具有更高的敏感度和特异度,MRI与核素骨显像二者应互相补充,合理应用于临床。     

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。     

皮质基底节变性的影像诊断研究进展

皮质基底节变性(corticobasal degeneration,CBD)是一种以不对称的运动症状和大脑皮质功能障碍为主要表现的神经退行性疾病。金标准为病理诊断,临床特征的异质性以及与其他神经退行性疾病在症状和病理方面的重叠性使得诊断难度大。现行诊断标准正确率较低,未将影像学纳入其中。本文主要综述近几十年CBD的影像学进展,包括计算机断层扫描(computed tomography,CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)、放射性核素显像等,以及其在疾病鉴别方面的贡献。     

重组人纤溶酶原Kringle 5的体内药代动力学及应用价值

目的研究纤溶酶原Kringle5体内药代动力学及其显像和治疗价值。方法应用基因工程技术重组人纤溶酶原Kringle5(rhK5),Iodogen法和直接法分别制备125I-rhK5、131I-rhK5和99mTc-rhK5。MTT比色法检测rhK5、125I-rhK5和99mTc-rhK5的活性。应用3p87程序分析125I-rhK5的药代动力学。制作肺癌移植瘤裸鼠模型,按3.7MBq经尾静脉注射99mTc-rhK5,于不同时间点观察显像情况。按7.4MBq经尾静脉注射131I-rhK,观察肿瘤生长及其微血管密度(MVD)和血管内皮生长因子(VEGF)表达,同时设立单纯rhK5蛋白治疗组和阴性对照组进行比较分析。结果125I-rhK5、131I-rhK5和99mTc-rhK5的标记率分别为86%、84%、90%,放化纯度均>90%;活性检测发现,标记与未标记rhK5之间无显著差异;125I-rhK5经尾静脉单剂量给药后,选择二室模型拟合药-时曲线,分布相半衰期(T1/2(α))为(0.31±0.03)h,清除相半衰期(T1/2(β))为(14.48±0.73)h,药-时曲线下面积(AUC)为(436.58±34.60)ng·mL-1·h-1。注射99mTc-rhK5后1h可见放射性浓聚,4h显像更趋清晰,肿瘤部位呈"热区"。与rhK5蛋白治疗组和阴性对照组比较,131I-rhK5治疗组肿瘤生长明显受到抑制(抑瘤率为34.14%),且MVD和VEGF表达显著减少。结论核素标记rhK5进行肿瘤显像和治疗是可行的。rhK5体内应用每天注射1次即可,为体内用药提供了实验依据。     

新型七甲川菁染料用作肿瘤模型活体成像的研究进展

一种近红外荧光（NIRF）七甲川菁染料不需要化学修饰,可直接被肿瘤细胞吸收呈特异性聚集,从而可用于肿瘤活体成像。这种染料在肿瘤细胞与正常细胞之间的摄取差异可能是由于特异型有机阴离子转运肽的作用,并受到低氧条件控制。这些特性将会拓展NIRF类染料在肿瘤成像研究中的应用。