大鼠骨髓间充质干细胞的钆-荧光双标记及MRI体外示踪的研究

目的 应用多聚胺载体,对大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)进行钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)及荧光双标记,探讨MSCs MR磁性标记及体外示踪的可行性.方法 以聚乙烯亚胺-罗丹明复合物(JetPEI-FluoR)为载体,制备Gd-DTPA双标记示踪剂,培养分离SD大鼠骨髓MSCs,以此示踪剂体外标记间MSCs.对标记后细胞行生物学性状检测及电镜、荧光镜观察.应用1.5 T MR仪,对标记的干细胞进行sE T1 WI及T2 WI及混合(mixed)回波序列的T1测量,标记细胞正常传代后进行MR检查,观察标记的持久性.标记细胞、未标记细胞的T1 WI信号强度、T1之间的比较使用t检验,台盼蓝拒染率采用两因素重复资料方差分析,不同浓度示踪下细胞吸光度比较采用单因素方差分析.结果双标记示踪剂标记5×105个MSCs,标记成功了4.25×105个,荧光镜下标记率为85%,电镜下钆(Gd)颗粒主要位于胞质内高尔基体周围.双标记示踪剂孵育3、6、12、24 h内标记细胞的台盼蓝拒染率分别为(96.55±2.90)%、(94.17±2.56)%、(97.16±3.12)%、(94.23±2.67)%,相应的未标记细胞的拒染率分别为(95.86±2.67)%、(92.04±2.21)%、(93.38±3.64)%、(92.12±2.53)%,24 h内标记细胞与未标记细胞拒染率差异无统学意义(F=4.523,P＞0.05).细胞增殖实验中,在2.5、5.0、10.0、20.0、30.0、40.0 μl不同浓度示踪剂时,标记细胞的吸光度分别为(0.1884±0.0151)、(0.1878±0.0190)、(0.1741±0.0160)、(0.1135±0.0215)、(0.1079±0.0145)、(0.0811±0.0079),未标记细胞为(0.1940±0.0116),Gd-DTPA 30.0 μl以下标记细胞与未标记细胞吸光度差异无统计学意义(q'=0.2225～0.9458,P＞0.05).标记后细胞凋亡指数为5.08%,对照组未标记细胞为3.86%.未标记细胞T1 WI平均信号强度及T1分别为240.3±24.7、(2457±56)ms,而标记细胞为336.2±20.7、(1102±64)ms,两者间差异有统计学意义(t值分别为12.656、17.889,P值均＜0.01),T1 WI可监测到最低密度为5×103个标记细胞.标记细胞正常传代后,MRI体外可持续显示至第4代标记细胞.结论应用多聚胺载体对大鼠间充质干细胞进行Gd-DTPA及荧光双标记,安全有效,MRI能示踪体外双标记的干细胞.