菲立磁标记骨髓基质干细胞移植修复兔坐骨神经缺损

【背景】既往为明确细胞移植后对组织修复情况，多采用标本处死或取材等侵袭性方法，但此类方法创伤大且不适于人体研究。通过应用示踪剂标记移植细胞，采用无创伤性影像学技术活体识别、追踪移植细胞的存活及分化状态，观察组织再生修复情况，无疑对于提高细胞移植治疗有重要意义。 【目的】应用MRI影像学技术，体外追踪活体内菲立磁-多聚赖氨酸复合标记的骨髓基质干细胞移植后的存活、迁移变化及与宿主的整合情况。 【设计、时间及地点】细胞学体外观察，于2008年3月至12月在珠江医院神经外科实验室完成。 【材料】健康新西兰兔10只，由南方医科大学实验动物中心提供。菲立磁为Advanced Magnetic公司产品，多聚赖氨酸为Sigma公司产品。 【方法】无菌条件下抽取新西兰兔股骨骨髓，密度梯度离心法获取骨髓基质干细胞，收集细胞加入含白血病抑制因子、碱性成纤维细胞生长因子及胎牛血清的神经干细胞培养基诱导5天。将50mg/L菲立磁和1.5mg/L多聚赖氨酸混合震荡30分钟后加入到神经培养基中进行标记，细胞孵育24小时后移植至坐骨神经缺损处。分别在细胞移植后1周、2周、4周、8周和16周行移植处MRI扫描及组织学观察。 【主要观察指标】骨髓基质干细胞经诱导后向神经干细胞分化情况，细胞内铁的鉴定，菲立磁－多聚赖氨酸复合物对细胞增殖或分化的影响，利用MRI对标记后移植细胞观察的有效性。 【结果】1.骨髓基质干细胞体外培养能成功扩增、繁殖，经诱导分化成具有细长突起的神经干细胞。2.菲立磁-多聚赖氨酸复合物能在体外标记骨髓基质干细胞，标记效率达到98％且无明显渗漏。3.1周后MRI扫描可见坐骨神经细胞移植处局限性低信号改变，4和8周后信号区域改变增大，16周未见明显信号改变。HE染色发现细胞移植组神经纤维再生良好，体外菲立磁标记骨髓基质细胞移植后可在坐骨神经内存活并向神经两断端迁移。组织学改变基本上与核磁共振影像相对应。 【结论】1.骨髓基质干细胞经体外诱导能分化为神经干细胞并保持其增殖活性。2.菲立磁-多聚赖氨酸复合物可在体外高效标记骨髓基质细胞，且不影响标记后细胞的活性、增殖和分化能力。3.菲立磁标记的兔骨髓基质细胞源神经干细胞移植后，可在宿主坐骨神经内存活、迁移，T2WI序列成像可清晰显示Feridex标记的BMSCs所致的低密度影像改变。利用MRI可以对移植后的标记细胞进行活体追踪。