SPIO、GFP双标NT-3基因修饰中脑神经干细胞的建立

目的 建立超顺磁氧化铁(superparamagnetic iron oxide,SPIO)、绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)双标神经营养素3(neurotrophin 3,NT-3)基因修饰中脑神经干细胞.方法 以质粒pcDNA3-NT3、pGFPN1共转染第三代E14大鼠胚胎中脑神经干细胞并用SPIO标记.荧光显微镜检测GFP的表达;免疫细胞化学、western blot鉴定NT-3的表达;普鲁士蓝染色、透射电镜鉴定SPIO标记.结果 GFP在基因转染12 h后开始表达;免疫细胞化学、western blot表明细胞能正确表达NT-3;普鲁士蓝染色显示细胞标记率达100%,透射电镜显示SPIO颗粒位于吞饮小泡和胞浆内.结论 建立SPIO、GFP双标NT-3基因修饰中脑神经干细胞,为进一步开展帕金森病的细胞移植治疗研究奠定基础.     

超顺磁氧化铁和EGFP双标NGF基因修饰中脑神经干细胞的建立

目的:建立超顺磁氧化铁(SPIO)、增强型绿色荧光蛋白(EGFP)双标神经生长因子(NGF)基因修饰中脑神经干细胞。方法:以质粒pcDNA3-hNGF、pEGFPN1共转染第三代大鼠胚胎中脑神经干细胞并用SPIO标记。荧光显微镜检测EGFP的表达;免疫细胞化学、Western Blot鉴定NGF的表达;普鲁士蓝染色、透射电镜鉴定SPIO标记。结果:EGFP在基因转染12h后开始表达;免疫细胞化学、Western Blot表明细胞能正确表达NGF;普鲁士蓝染色显示细胞标记率达100%,透射电镜显示SPIO颗粒位于吞饮小泡和胞浆内。结论:建立了SPIO、EG-FP双标记NGF基因修饰中脑神经干细胞,为进一步开展细胞移植治疗帕金森病的研究奠定基础。     

菲立磁胞内标记食蟹猴骨髓基质细胞

目的 探索利用菲立磁和转染试剂体外磁性标记食蟹猴骨髓基质细胞（BMSCs）方法的可行性。方法 无菌条件下取食蟹猴骨髓,梯度密度离心法分离获取BMSCs,使用菲立磁-多聚赖氨酸复合物（FE-PLL）标记BMSCs,普鲁士蓝染色、电镜和台盼蓝排除实验等方法鉴定FE-PLL标记食蟹猴BMSCs的效率和细胞的活力,倒置相差显微镜和免疫细胞化学方法检测BMSCs的增殖和分化能力。结果 菲立磁可以高效率地标记BMSCs,标记效率在99％左右。光镜和电镜下BMSCs胞质内分别可见细小的蓝色铁颗粒和许多包裹铁颗粒的囊泡。FE-PLL标记对BMSCs的活力、增殖和分化等能力没有明显的影响。结论 菲立磁可以用来体外标记食蟹猴BMSCs。     

超顺磁性氧化铁和DAPI双标记骨髓间充质干细胞

背景：骨髓间充质干细胞目前已经成为重要的组织工程种子细胞,而若想深入研究其在体内外增殖、分化的规律,首先需要解决如何能高效、安全地标记骨髓间充质干细胞。 目的：观察超顺磁性氧化铁及DAPI对大鼠骨髓间充质干细胞的双标记效果及其对细胞存活、增殖以及凋亡的影响。 方法：分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,用超顺磁性氧化铁及DAPI双标记后分别用普鲁士蓝染色法和激光共聚焦显微镜观察其铁标记率及荧光标记率。用锥虫蓝检测细胞活力;MTT法检测标记干细胞增殖力;Calcein-AM/PI以及AO/PI双染细胞,检测细胞存活率以及凋亡率。 结果与结论：超顺磁性氧化铁及DAPI在体外双标记大鼠骨髓间充质干细胞效率高,可达100%;锥虫蓝染色显示标记细胞的存活率为97%;MTT法检测发现双标记干细胞组的活力以及增殖力与未标记干细胞组相比差异均无显著性意义(P > 0.05);Calcein-AM/PI染色,未标记细胞及双标记细胞的存活率分别为96%和95%;AO/PI染色,未标记及双标记细胞的凋亡率均为1%。提示超顺磁性氧化铁和DAPI双标记大鼠骨髓间充质干细胞后,对于干细胞的存活、增殖以及凋亡无影响。     

菲立磁胞内标记食蟹猴骨髓基质细胞(英文)

背景:有关利用菲立磁体外细胞标记研究选择的动物主要是啮齿类动物,而研究灵长类动物食蟹猴的报道目前仍是空白。目的:观察利用菲立磁和转染试剂体外磁性标记食蟹猴骨髓基质细胞方法的可行性。方法:无菌条件下取食蟹猴骨髓,梯度密度离心法分离获取骨髓基质细胞,使用菲立磁-多聚赖氨酸复合物标记骨髓基质细胞,普鲁士蓝染色、电镜和锥虫蓝排除实验等方法鉴定菲立磁-多聚赖氨酸复合物标记食蟹猴骨髓基质细胞的效率和细胞的活力,倒置相差显微镜和免疫细胞化学方法检测骨髓基质细胞的增殖和分化能力。结果与结论:菲立磁可以高效率地标记骨髓基质细胞,标记效率在99%左右。光镜和电镜下骨髓基质细胞胞质内分别可见细小的蓝色铁颗粒和许多包裹铁颗粒的囊泡。菲立磁-多聚赖氨酸复合物标记对骨髓基质细胞的活力、增殖和分化等能力没有明显影响。提示菲立磁可以用来体外标记食蟹猴骨髓基质细胞。     

SPIO、DAPI双重标记猕猴骨髓间充质干细胞:对细胞活性及增殖的影响

背景:传统的细胞移植示踪方法均需要在体外状态下进行组织学切片鉴定和分析,这显然限制了干细胞移植进入临床应用,因此,探索无创的、可多次重复应用的活体示踪方法已成为迫切亟待解决的问题。目的:观察SPIO和DAPI双标记猕猴骨髓间充质干细胞的效果及对干细胞存活、增殖的影响。方法:全骨髓贴壁法分离培养猕猴骨髓间充质干细胞,并采用流式细胞术对骨髓间充质干细胞进行鉴定。用SPIO和DAPI双标记骨髓间充质干细胞,通过荧光显微镜观察DAPI标记阳性率,普鲁士蓝染色和透射电镜鉴定SPIO标记阳性率,MTT检测标记细胞的活性、增殖能力。结果与结论:采用全骨髓贴壁法成功获得高纯度猕猴骨髓间充质干细胞,纯度达95.1%。SPIO和DAPI成功标记骨髓间充质干细胞,标记阳性率达95%-98%,且对干细胞的活性、增殖无影响。     

超顺磁性氧化铁标记骨髓间充质干细胞体外诱导分化为神经细胞

背景:一些研究者利用超顺磁性氧化铁对骨髓间充质干细胞进行标记,并利用MRI技术对标记细胞肝内、肾内移植后进行初步的活体示踪,但是,对于超顺磁性氧化铁标记骨髓间充质干细胞后,对其存活、增殖以及分化是否有影响研究较少。目的:观察超顺磁性氧化铁标记骨髓间充质干细胞后,对其存活、增殖以及向神经细胞的分化是否有影响。方法:使用超顺磁性氧化铁标记大鼠骨髓间充质干细胞,采用普鲁士蓝染色法鉴定其标记率、锥虫蓝染色法检测细胞活力、MTT法检测标记干细胞的细胞增殖活力、以1mmol/Lβ-巯基乙醇及无血清DMEM培养液体外诱导标记细胞向神经细胞分化并用免疫组织化学奠定诱导后细胞、再次使用普鲁士蓝染色法鉴定神经细胞内的铁颗粒。结果与结论:普鲁士蓝染色对干细胞的标记率接近100%,锥虫蓝染色显示标记细胞的存活率为97%;MTT法检测发现标记干细胞的增殖活力与未标记干细胞相比差异无显著性意义(P0.05);以β-巯基乙醇诱导后大部分骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞、免疫组织化学阳性,再次普鲁士蓝染色显示铁颗粒位于神经细胞的细胞浆内。提示超顺磁性氧化铁标记骨髓间充质干细胞后,对于干细胞的存活、增殖以及向神经细胞的分化无影响。     

人骨髓间质干细胞的体外菲立磁标记

背景:常规干细胞示踪的检测方法,需取实验动物组织进行检查,缺乏示踪的动态检测和无创性。目的:通过体外菲立磁标记骨髓间质干细胞并进行磁共振成像扫描,明确不同浓度菲立磁对人骨髓间质干细胞细胞活性的影响和检测菲立磁标记的最佳浓度,并筛选出适合人骨髓间质干细胞磁共振成像扫描的成像序列。方法:使用不同质量浓度菲立磁(100,50,25,12.5mg/L)与生长状态良好第3代人骨髓间质干细胞孵育24~48h,另设未进行标记的第3代细胞为空白对照组。两组细胞进行四甲基偶氮唑蓝法检测增殖生长情况并描绘生长曲线。细胞普鲁士蓝染色鉴定人骨髓间质干细胞的标记情况。进行磁共振成像检测,确定最佳磁共振成像序列。结果与结论:质量浓度≤25mg/L的菲立磁标记对人骨髓间质干细胞的增殖能力不会产生影响,并且以25mg/L的标记效果最佳。而≥50mg/L的菲立磁标记则明显抑制人骨髓间质干细胞的增殖。磁共振成像扫描显示菲立磁标记24,48h或子代的人骨髓间质干细胞标本T1WI、T2WI以及T2*WI3个序列上均可见信号降低,以T2*WI变化最为明显。证实菲立磁可用于体外标记人骨髓间质干细胞连续性研究。菲立磁标记对人骨髓间质干细胞增殖能力的影响存在浓度相关性,25mg/L为最佳标记浓度。磁共振成像T2*WI序列更适合追踪菲立磁标记的人骨髓间质干细胞。     

荧光磁性纳米粒子标记三维培养系统中的脂肪间充质干细胞

背景：荧光磁性纳米粒子具有量子点和磁粒子的双重特质,生物相容性好,能够被胞吞入细胞质高效地标记细胞。 目的：验证荧光磁性纳米粒子标记人脂肪间充质干细胞的可行性。 方法：抽脂术抽取健康人脂肪组织,采用Ⅰ型胶原酶消化法分离,贴壁培养纯化人脂肪间充质干细胞。取第6代脂肪间充质干细胞与荧光磁性纳米粒子孵育过夜,采用普鲁士蓝染色、激光共聚焦显微镜检测体外标记细胞情况,荧光成像系统观察荧光磁性纳米粒子标记的干细胞体内示踪效果。 结果与结论：普鲁士蓝染色显示荧光磁性纳米粒子以蓝色颗粒的形式分散于脂肪间充质细胞胞质中。激光共聚焦显微镜观察显示人脂肪间充质干细胞的细胞核被Hoechest33258染成蓝色,细胞质被标记成绿色;荧光成像结果表明标记的人脂肪间充质干细胞具有很好的成像效果。结果提示荧光磁性纳米粒子可以作为示踪剂在体外标记人脂肪间充质干细胞,为脂肪间充质干细胞的移植转化研究提供新方法。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

SPIO标记骨髓间充质干细胞移植入心肌梗死大鼠的示踪研究

目的探讨超顺磁性氧化铁微粒（SPIO）体外标记骨髓间充质干细胞（BMSCs）及体内示踪移植入大鼠心肌梗死心脏的BMSCs的能力。方法使用左旋多聚赖氨酸-SPIO共培养方式标记BMSCs。采用普鲁士蓝染色观察细胞内铁颗粒,流式细胞术检测细胞活力,将经过SPIO标记的干细胞移植入心肌梗死大鼠心脏,应用1.5TMRI系统行磁标记干细胞成像。超声心动图检测各组心脏的左室射血分数（EF）,左室舒张末期内径（LVIDd）,左室收缩末期内径（LVIDs）及短轴缩短率（FS）。结果普鲁士蓝染色显示,SPIO标记的BMSCs细胞胞质内出现细小的蓝色铁颗粒,标记效率为（99.81±1.57）%;与正常未标记细胞相比较,细胞的活力差异无统计学意义（P〉0.05）。标记了SPIO的BMSCs体内MRI成像时显示,细胞移植区域信号缺失,对应区域病理切片普鲁士蓝染色可见胞浆内染色阳性的细胞。超声心动图显示,PBS组FS移植前后没有明显变化,BMSC组FS从移植前的（23.1±1.88）%上升到第1周的（31.28±4.15）%。BMSC组EF在移植前是（51.13±5.07）%,第1周时上升到（60.12±8.40）%。结论 SPIO能成功地标记BMSCs,且对BMSCs的活力无明显影响。BMSCs移植后能改善心梗大鼠的心功能。SPIO标记的BMSCs移植后在大鼠体内的分布、迁移过程可用MRI进行检测评价。     

Hepatocyte-like cells from human mesenchymal stem cells engrafted in regenerating rat liver tracked with in vivo magnetic resonance imaging

Cell transplantation using hepatocytes derived from stem cells has been regarded as a possible alternative treatment for various hepatic disorders. Recently, mesenchymal stem cells (MSCs) from the bone marrow have shown the potential to differentiate into hepatocytes in in vitro and in vivo conditions. Noninvasive imaging techniques allowing in vivo assessment of the location of cells are of great value for experimental studies in which these cells are transplanted. We labeled human mesenchymal stem cells (hMSCs) with green fluorescence protein (GFP) and superparamagnetic iron oxide (SPIO) using a transfection agent (GenePORTER). Cellular labeling was evaluated with magnetic resonance (MR) imaging of labeled suspensions, and Prussian blue staining for iron assessment. hMSCs labeled with SPIO and GFP were injected into the portal veins of immunosuppressed, hepatic-damaged rats. MR imaging findings were compared histologically. To identify the differentiation of hMSCs into hepatocytes and to trace the hepatocytes with molecular imaging, we observed the potential of SPIO and GFP double-labeled hMSCs to differentiate into hepatocyte-like cells in the regenerating rat liver. Serial MR imaging showed the possible detection of transplanted cells in the early period of transplantation. Our results indicate that magnetic labeling of hMSCs with SPIO may enable cellular MR imaging and tracking in experimental in vivo settings.     

超顺磁性氧化铁标记对骨髓间充质干细胞多向分化诱导的影响

研究兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)经超顺磁性氧化铁(SPIO)标记后,体外成骨、成脂及成软骨诱导能力的变化。体外贴壁培养和扩增兔BMSCs,采用SPIO(25μg/ml)联合硫酸鱼精蛋白转染剂标记兔BMSCs,分别采用适宜的成骨、成脂及成软骨诱导培养液对磁标记BMSCs进行体外定向诱导培养3周,诱导过程中观察细胞形态学变化。3周后对成骨定向诱导组进行钙结节茜素红染色和碱性磷酸酶(ALP)组化染色;对成脂肪定向诱导组行油红-O染色;对成软骨定向诱导组行番红O染色、II型胶原免疫组化染色检测观察胞外基质糖胺多糖、II型胶原的分泌和表达。利用Image-Pro Plus图像分析系统对免疫细胞化学染色进行光密度半定量分析。结果表明:超顺磁性氧化铁粒子标记BMSCs后普鲁士染色和电镜检查显示细胞胞浆内含致密铁颗粒;磁标记BMSCs在成骨、成脂及成软骨潜在多向分化诱导能力上与对照组未标记细胞相比无统计学差异。提示,SPIO联合硫酸鱼精蛋白转染剂能成功标记BMSCs,超顺磁性氧化铁标记对兔BMSCs体外多向分化诱导能力无明显影响,合理应用这种新型细胞标记技术将促进对组织工程种子细胞的研究。     

SPIO标记猪脂肪干细胞的生物学特性与多向分化潜能及体外3.0T MR成像

背景：不同种类细胞的最佳化标记方案需要大量实验证明,而每种细胞对应标记策略的安全性检测至关重要。 目的：应用超顺磁性氧化铁联合多聚左旋赖氨酸标记猪脂肪干细胞,探讨磁标记对细胞生物学特性和多向分化潜能的影响以及标记细胞体外3.0T MR成像特性。 方法：五指山小型猪皮下脂肪分离培养脂肪干细胞;超顺磁性氧化铁-多聚左旋赖氨酸复合物标记液标记脂肪干细胞;应用3.0T MR对不同浓度标记细胞进行T1WI、T2WI及T2*WI序列体外成像。 结果与结论：普鲁士蓝染色显示标记细胞胞质内含有多少不等的蓝染铁颗粒,细胞标记率近100%;标记细胞向心肌、骨、脂肪方向诱导分化成功;不同浓度标记细胞MR扫描显示,随细胞浓度升高,3种序列信号变化率均增加;相同浓度细胞T2*WI信号变化率最大,T1WI最小,同一浓度3种MR序列间信号变化率差异均有显著性意义(P < 0.01);3.0T MR成像能检测到至少1×10⁶ L^-1标记细胞。结果显示应用超顺磁性氧化铁联合多聚左旋赖氨酸标记方案可有效标记脂肪干细胞,不影响细胞活力、增殖及多向分化能力;T2*WI序列检测标记细胞最敏感。     

Labeling of cells with ferumoxides-protamine sulfate complexes does not inhibit function or differentiation capacity of hematopoietic or mesenchymal stem cells

Two FDA-approved agents, ferumoxides (Feridex), a suspension of superparamagnetic iron oxide (SPIO) nanoparticles and protamine sulfate, a drug used to reverse heparin anticoagulation, can be complexed and used to label cells magnetically ex vivo. Labeling stem cells with ferumoxides-protamine sulfate (FePro) complexes allows for non-invasive monitoring by MRI. However, in order for stem cell trials or therapies to be effective, this labeling technique must not inhibit the ability of cells to differentiate. In this study, we examined the effect of FePro labeling on stem cell differentiation. Viability, phenotypic expression and differential capacity of FePro labeled CD34 + hematopoietic stem cells (HSC) and mesenchymal stem cells (MSC) were compared with unlabeled control cells. Colony-forming unit (CFU) assays showed that the capacity to differentiate was equivalent for labeled and unlabeled HSC. Furthermore, labeling did not alter expression of surface phenotypic markers (CD34, CD31, CXCR4, CD20, CD3 and CD14) on HSC, as measured by flow cytometry. SDF-1-induced HSC migration and HSC differentiation to dendritic cells were also unaffected by FePro labeling. Both FePro-labeled and unlabeled MSC were cultured in chondrogenesis-inducing conditions. Alcian blue staining for proteoglycans revealed similar chondrogenic differentiation for both FePro-labeled and unlabeled cells. Furthermore, collagen X proteins, indicators of cartilage formation, were detected at similar levels in both labeled and unlabeled cell pellets. Prussian blue staining confirmed that cells in labeled pellets contained iron oxide, whereas cells in unlabeled pellets did not. It is concluded that FePro labeling does not alter the function or differentiation capacity of HSC and MSC. These data increase confidence that MRI studies of FePro-labeled HSC or MSC will provide an accurate representation of in vivo trafficking of unlabeled cells.     

MRI活体示踪心肌梗死大鼠骨髓间充质干细胞的移植

背景：干细胞移植的疗效和安全性评估均需要对体内干细胞的存活、分布、迁徙、增殖及分化进行连续监测。 目的：观察MRI示踪超顺磁性氧化铁标记的骨髓间充质干细胞在缺血心肌组织的分布、迁徙情况。 方法：直接贴壁法分离和培养大鼠骨髓间充质干细胞,获得的细胞进行免疫鉴定。以新型超顺磁性氧化铁标记骨髓间充质干细胞,体外MRI成像确定其体内示踪的可行性。标记后锥虫蓝拒染试验、MTT比色试验分别检测标记细胞的活力、增殖情况。60只SD大鼠随机分为3组,制备大鼠心肌梗死模型2周后再次开胸移植含标记骨髓间充质干细胞的PBS混合液、含未标记骨髓间充质干细胞的PBS混合液和等量PBS。于移植后第1天、第3周行MRI检查,动态观察移植细胞的分布、迁徙,并根据MRI图像定位选择性行CD90免疫组化检查。 结果与结论：骨髓间充质干细胞标记后,普鲁士蓝染色见胞浆内蓝色铁颗粒,标记效率为99%,标记细胞与未标记细胞间锥虫蓝拒染率、MTT吸光度差异无显著性意义。体外MRI可检测到标记细胞,并在T2WI及T2W/FFE序列上呈低信号。细胞移植1 d后,在T2WI及T2W/FFE序列上可见标记细胞在梗死心肌边缘呈类圆形低信号;移植3周后,移植区域信号边界模糊,范围扩大,对比度降低。CD90免疫组化检测证实移植细胞可由梗死边缘向梗死区域迁徙。结果可见新型超顺磁性氧化铁可成功对大鼠骨髓间充质干细胞进行标记,细胞标记后可被MRI检测。     

Superparamagnetic iron oxide labeling influences in vitro differentiation of induced pluripotent stem cells北大核心

BACKGROUND: Superparamagnetic iron oxide (SPIO) labeling technology is a classic noninvasive tracing method, which has been widely used in the stem cell transplantation. Induced pluripotent stem cells (iPSCs) are currently one of the most promising seed cells for cell transplantation. Whether SPIO labeling can also be used to noninvasively trace induced pluripotent stem cells is rarely reported, and concern has been raised about whether SPIO markedly impacts the differentiation of iPSCs. OBJECTIVE: To investigate the effects of SPIO labeling on the differentiation of iPSCs in vitro. METHODS: Rat fibroblasts were isolated and cultured. Efficient recombinant vector and plasmids that were packaged by virus and contained target genes (Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc) were transfected into 293T cells for virus packaging and production. The packaging lentiviral vectors that contained target genes infected rat fibroblasts to obtain iPSCs. SPIO-labeled (experimental) or unlabeled (control) iPSCs were subjected to neural induction and differentiation. Prussian blue staining and transmission electron microscope observation were performed for SPIO-labeled iPSCs. Immunohistochemical method was used to detect neuron-specific enolase expression after induced differentiation. Flow cytometry was used to detect the proportion of neurons and glial cells differentiated from iPSCs. RESULTS AND CONCLUSION: There were dense iron particles in the cytoplasm of SPIO-labeled iPSCs shown by Prussian staining and under transmission electron microscope. Differentiated iPSCs were positive for neuron-specific enolase. In addition, the proportion of neurons and glial cells showed no difference between the experimental and control groups. To conclude, SPIO labeling has no obvious effect on the capacity of iPSCs differentiating into neurons. Reasonable application of this new cell labeling technique will promote the development of seed cells in regenerative medicine. © 2018, Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research. All rights reserved.