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.     

SPIO、Gadolinium chelates标记干细胞移植活体磁共振示踪在CNS中的研究进展

随着干细胞移植技术的迅速发展,人们迫切需要一种能在体外无创性检测移植干细胞在体内的生物学行为、评估干细胞的移植效果、提供移植疗法的最优化信息的活体示踪方法。磁共振因为具有较高的时间、空间分辨率、良好的组织结构对比、无放射线损伤等优势,无疑成为干细胞活体示踪较为理想的工具,为干细胞移植治疗的临床研究提供有力的影像学帮助。干细胞磁共振活体示踪目前主要处于动物试验阶段,研究领域较为广泛,本文主要针对超顺磁性氧化铁颗粒、钆螯合物标记干细胞移植活体磁共振示踪在CNS中的研究进行综述。     

氧化铁颗粒标志干细胞磁共振成像示踪的研究进展

氧化铁颗粒标志干细胞是决定磁共振(MRI)能否成功观察干细胞活动的关键,主要的标志方法包括利用各种安全手段使干细胞更多摄取外源性氧化铁颗粒和利用转基因方法使干细胞内产生内源性氧化铁颗粒。然而,即使成功标志干细胞,实际工作中干细胞的MRI示踪成像仍面临干细胞分裂导致标志浓度下降、标志物向宿主细胞转移、干细胞如何定量分析、MRI各种参数如何平衡、如何从复杂的本底信号探明少量干细胞等诸多挑战,需进一步研究探索。     

USPIO在中枢神经系统的应用进展

USPIO是一种新型顺磁性磁共振对比剂,具有颗粒小、血浆半衰期长、能透过血脑屏障等特点,在网状内皮系统、组织灌注、磁共振血管成像及淋巴结成像等方面取得了良好效果。与传统Gd螯合对比剂相比,USPIO在很多方面存在优势,但在中枢神经系统的应用方面研究相对较少。本文就目前USPIO在中枢神经系统的应用情况进行综述。     

应用超顺磁性氧化铁纳米粒子标记神经干细胞及活体磁共振示踪的实验研究

目的 探索超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPIO)标记神经干细胞体的方法及其检测手段,研究标记细胞移植后在活体上磁共振信号的改变。方法 分离培养新生鼠皮层神经干细胞,使用SPIO和多聚赖氨酸联合标记神经干细胞;将标记后的神经干细胞移植入Wistar大鼠脑内,应用不同的扫描序列对脑内移植的神经干细胞进行示踪。结果 体外标记的神经干细胞普鲁士蓝染色见细胞浆内有许多蓝染的铁颗粒,电镜检查表明SPIO颗粒存在于标记细胞的吞饮小泡及细胞基质内,标记后的细胞可正常分化。脑内移植的标记细胞在磁共振上呈明显的低信号改变,以GREE序列信号改变最为明显。结论 超顺磁性氧化铁粒子可以用来标记神经干细胞,且对细胞增殖、分化无影响,SPIO颗粒存在于标记细胞的吞饮小泡及细胞基质内。标记后体内移植的神经干细胞可以在MR上产生明显的低信号改变。     

动脉粥样硬化兔模型磁性纳米颗粒增强MR价值初探:与传统增强MR比较

目的 使用自制超小超顺磁性氧化铁颗粒(USPIO)探索动脉粥样硬化斑块内炎性浸润的磁共振征象及其价值,并以钆喷酸葡胺对比剂(Gd-DTPA)增强作为对比.方法 25只雄性新西兰大白兔高脂饮食诱导建模,同期对照10只,分别于10、12、14、16、18周采用1.5 T磁共振扫描仪常规成像观察(T1WI,T2WI,T2*WI),及USPIO增强和Gd-DTPA增强观察.USPIO使用剂量为0.5 mmol Fe/kg 体重,而Gd-DTPA使用剂量为0.25 mmol/kg体重.磁共振图像与病理结果相对照.结果 高脂饮食可以成功诱导动物发生动脉粥样硬化病变.磁共振连续常规观察,可观察到血管壁增厚表现及脂质核心、纤维帽等斑块成分,USPIO增强后脂质核心信号下降,纤维帽显示更佳,提示斑块内有炎性细胞浸润,并且普鲁士蓝染色及电镜均证实纳米铁颗粒被斑块内活性巨噬细胞所吞噬.Gd-DTPA增强显示斑块成分不佳.结论 动脉粥样硬化的进展过程可通过常规成像进行监测.USPIO增强能帮助鉴定斑块内成分,同时也直接反映斑块内的炎性过程.因为具有更低的毒性和更宽的观察窗,USPIO较Gd-DTPA更适用于动脉粥样硬化患者.     

靶向ELAM-1的磁共振分子探针的构建与表征

目的探讨用超顺磁性氧化铁(USPIO)螯合唾液酸化酶X(s LeX)形成靶向内皮细胞粘附分子-1(ELAM-1)的特异性磁共振成像的分子探针的制备方法,并研究其物理化学特性。方法利用物理沉积方法合成USPIO纳米颗粒,通过疏水作用,合成较好水溶性的PEG-USPIO,其表面?COOH充分活化,常温下与s LeX充分孵育,超滤离心和去离子水洗涤,形成磁共振分子探针USPIO-PEG-s LeX,测定其表征。结果透射电镜测定PEG-SPIO平均粒径为(10±2.6)nm,分散性较好,大小适宜;动态光散射测定偶联前后其平均水动力尺寸分别为(34.06±9.95)nm,(53.35±16.99)nm;偶联前后的PEG化磁性纳米颗粒的Zeta电位分别为(11.6±3.96)m V,(-12.6±5.33)m V。结论化学交联法可成功制备磁共振分子探针USPIO-PEG-s LeX,该分子探针具有良好表征,有望满足体内、外实验特异性结合ELAM-1的要求。     

干细胞移植治疗急性心肌梗死MRI示踪的研究进展

心肌梗死干细胞移植疗法是一种新兴的治疗手段。通过干细胞的定向分化、旁分泌等机制促进坏死心肌组织修复和心肌细胞再生,改善心脏功能。磁共振成像不仅可以观察心脏解剖结构的改变,还能通过标记磁性对比剂或MRI报告基因的方法对干细胞移植后的定位、迁移、存活及增殖等情况进行示踪。本文就干细胞移植MRI示踪及其在急性心肌梗死治疗中的应用进行综述。     

磁标记大鼠神经干细胞移植入脑缺血大鼠的磁共振示踪

[目的]使用菲立磁（Feridex）体外标记胎鼠神经干细胞（neural stem cells,NSCs）,并在移植脑缺血大鼠后进行活体MRI示踪观察。[方法]分离、培养大鼠胚胎源性神经干细胞,使用“Feridex-多聚赖氨酸复合物（FE-PLL）” ,标记神经干细胞,对标记细胞分别进行普鲁士蓝染色、电镜观察,将FE-PLL标记神经干细胞分别移植人脑缺血大鼠左右侧脑室内,活体移植后1、5、14d体内MRI示踪。[结果]菲立磁可以高效率地标记神经干细胞,普鲁士蓝染色显示FE-PLL标记神经干细胞胞质内出现细小的蓝色铁颗粒。电镜结果显示FE-PLL标记的神经干细胞胞质内含有许多包裹铁颗粒的囊泡。MRI检查发现脑内移植的标记细胞在磁共振上呈明显的低信号改变。[结论]菲立磁可以用来体外标记神经干细胞,利用MRI技术可以对脑内移植后的标记细胞进行初步的活体追踪。     

干细胞移植延缓椎间盘退变及磁共振示踪研究

目的:评价超顺磁性氧化铁纳米粒子标记的骨髓间充质干细胞(BMMSCs)在椎间盘退变早期植入椎间盘后细胞外基质的表达情况,并用磁共振进行干细胞示踪。方法:采取体外细胞培养技术,体外纯化扩增兔BMMSCs,并用氧化铁纳米粒子进行标记,于退变手术当时植入手术节段椎间盘内。分别于2、4、6、8周用间苯三酚分光光度法测定蛋白多糖含量的变化,免疫组化法测定Ⅱ型胶原的含量变化,用磁共振扫描对标记干细胞在椎间盘内分布进行示踪。所得数据进行统计学处理。结果:8周内实验组髓核蛋白多糖和Ⅱ型胶原的含量明显较模型组高,差异有统计学意义,但与正常组比较差异无统计学意义。结论:兔BMMSCs移植可以延缓甚至阻止髓核退变。     

超顺磁性纳米氧化铁颗粒淋巴结成像及其与病理超微结构的比较

目的 研究不同性质淋巴结超顺磁性纳米氧化铁颗粒(USPIO)的增强磁共振特征,探讨其与淋巴结超微结构的关系.方法 36只健康新西兰兔随机分为炎症组及肿瘤转移组,兔足垫注射完全弗氏佐剂,用于建立腘窝淋巴结的炎性增生模型;兔后小腿肌肉接种VX2 瘤株,用于建立腘窝肿瘤淋巴结转移模型.两组建模后动物均经静脉注射90 μmol Fe/kg的USPIO,于注射前及注射后24 h分别行磁共振成像(MRI)扫描观察淋巴结信号强度及T2值变化并计算强化率,扫描后取出腘窝淋巴结行HE染色、普鲁士蓝染色及电镜切片,观察淋巴结超微结构的变化、铁颗粒在淋巴结内的分布特征,分析病理显微结构与淋巴结强化的关系.结果 炎症组36枚淋巴结表现为不同程度的反应性增生,肿瘤转移组共26枚淋巴结为肿瘤转移性.平扫时炎性增生的淋巴结和肿瘤转移性淋巴结的T2信号强度差异无显著性,USPIO强化后,炎性增生淋巴结中心T2信号强度明显降低,肿瘤转移淋巴结则表现为均匀而不明显的T2信号下降,二者淋巴结强化率分别为57.39%和29.45%,差异具有显著性(P<0.01).HE染色、普鲁士蓝染色及电镜切片显示淋巴结内的USPIO铁颗粒主要分布于淋巴结髓索结构内,副皮质区及皮质区巨噬细胞相对较少,与MRI图像相对应;电镜检查显示USPIO颗粒均存在于巨噬细胞的胞饮泡内.肿瘤转移淋巴结中,4枚正常淋巴结结构丧失,19枚仍存在部分淋巴结结构但其内含USPIO铁颗粒的巨噬细胞减少且巨噬细胞内铁颗粒数目减少,3枚仅见小片状包膜下转移灶.结论 良恶性淋巴结USPIO强化特征与淋巴结的超微结构特别是巨噬细胞在结内的分布及其功能状态有较密切关系,可能影响USPIO对淋巴结性质的诊断准确性.     

荧光磁性纳米粒子体外标记骨髓间充质干细胞研究

目的:探索高效体外示踪骨髓间充质干细胞体系的方法。方法:采用贴壁培养法分离、纯化大鼠骨髓间充质干细胞,用流式细胞仪检测骨髓间充质干细胞CD29、CD90和CD45表达情况,用诱导剂诱导干细胞检测骨髓间充质干细胞的分化能力,采用普鲁士蓝染色,用激光共聚焦显微镜、磁共振成像仪观察荧光磁性纳米粒子标记的干细胞体外成像效果。结果:流式细胞仪检测CD29、CD90和CD45阳性表达率分别为84.69%、90.28%和0.72%;碱性磷酸酶染色和油红O染色结果均表明骨髓间充质干细胞成功分化为成骨细胞和脂肪细胞;普鲁士蓝染色、激光共聚焦显微镜成像和磁共振成像表明荧光磁性纳米粒子标记的骨髓间充质干细胞具有很好的成像效果。结论:荧光磁性纳米粒子作为示踪剂可以在体外标记骨髓间充质干细胞,为干细胞研究提供新思路。     

肝/干细胞移植后磁共振示踪研究进展

磁共振显像具有安全性能高、特异性较高、时间和空间分辨率高等优点,且可进行活体无创检查,已经在多个领域的细胞移植示踪中取得了初步成功。磁共振是肝/干细胞移植的最佳示踪工具。MR对比剂能增加磁共振示踪的效果,MR对比剂主要有两类：即超顺磁性对比剂和顺磁性对比剂。SPIO和Gd-BOPTA是这两类的典型代表。SPIO和Gd-BOPTA在肝/干细胞移植中均有应用,从它们的理化特性、标记方法、安全性、磁化特性和成像序列等方面进行比较,各具优点及缺点。     

超顺磁性氧化铁标记脂肪干细胞移植入大鼠心脏后的活体磁共振示踪成像

目的 探讨超顺磁性氧化铁(SPIO)标记脂肪干细胞(ADSCs)移植入大鼠心脏后的活体磁共振成像(MRI)示踪的可行性.方法 使用左旋多聚赖氨酸-SPIO共培养方式标记ADSCs.采用普鲁士蓝染色及透射电镜观察细胞内铁颗粒,台盼兰染色检测细胞活力,并对标记的干细胞进行体外MRI成像.将经过SPIO标记的干细胞移植入正常大鼠心脏,使用MRI进行活体成像观察并与病理结果进行对照分析.结果 普鲁士蓝染色于ADSCs胞浆内可见蓝色颗粒,电镜检查见铁颗粒位于内涵体/溶酶体内;台盼兰染色检测细胞活力实验组与对照组差异无显著性(P>0.05);标记了SPIO的干细胞体外MRI成像时,实验组信号显著低于阴性对照组和空白对照组;标记后的干细胞移植到心脏后,MRI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.结论 MRI可以对移植入心脏的经SPIO标记的干细胞进行无创、动态的活体示踪成像,有助于了解移植细胞在体内的存活及迁徙情况.     

整合素αvβ3受体靶向的MR分子探针制备及体外成像

目的: 构建结缔组织生长因子多肽(CTGFP)超微超顺磁氧化铁粒子(USPIOs)磁共振(MR)分子探针,以显示高表达整合素αvβ3受体人肝癌Bel7402细胞.方法: 用免疫细胞化学方法检测Bel7402细胞αvβ3受体表达情况;用邻苯二马来酰亚胺(OPDM)将USPIO和CTGFP偶联;将USPIO-CTGFP、USPIO分别与Bel7402细胞孵育,同时设立多肽竞争组及对照组,行普鲁士蓝染色显示铁颗粒,体外磁共振成像(MRI)观察在T2WI上T2弛豫时间变化.结果: Bel7402细胞αvβ3受体表达阳性;普鲁士蓝染色可见USPIO-CTGFP组铁颗粒分布在细胞膜,而USPIO组及竞争组细胞膜上和细胞内铁颗粒极少;体外MRI显示USPIO-CTGFP组T2弛豫时间低于USPIO组、竞争组及对照组(P＜0 05).结论: USPIO-CTGFP对αvβ3受体具有较好靶向作用,可通过MRI显示高表达整合素αvβ3受体Bel7402细胞.     

USPIO作为T1-T2双增强对比剂的初步动物成像研究

目的：研究粒径对超顺磁性氧化铁（superparamagnetic iron oxide,SPIO）纳米颗粒T1和T2弛豫效能的影响,并选取超小粒径SPIO（ultra-small SPIO,USPIO）探究其作为磁共振T1-T2双增强对比剂在体内成像应用中的特点。方法：采用共沉淀法制备3种不同粒径的SPIO。测定样本基本理化性能和磁学特性,采用临床3.0T MRI成像仪,研究不同MRI序列下USPIO大鼠体内对比增强成像特点。结果：成功制备3种不同粒径的SPIO：[A：（14.14±4.94） nm;B：（28.30±7.65） nm;C：（93.81±33.01） nm],测得在不同磁场强度下的T1、T2弛豫效能。小粒径的SPIO纳米颗粒具有更低的r2/r1（0.5 T：2.14）,是潜在的T1、T2双增强对比剂,且低磁场下具有更低的r2/r1,有利于T1增强显影。大鼠成像显示,USPIO在T2加权成像序列下能明显降低肝脏T2成像信号,在短TE的T1加权序列下能明显提高肝脏、心血管T1信号,具有较小分子对比剂更长的成像时间窗。结论：粒径是影响SPIO弛豫效能的重要参数,USPIO具有更低的r2/r1比,是潜在的T1、T2双增强对比剂。     

磁性纳米粒标记的神经干细胞不同移植途径对大鼠脑损伤治疗的实验研究

目的 探讨脑损伤后不同移植途径神经干细胞的迁移及分布情况并进行对比研究.方法 体外培养的胚胎神经干细胞,采用Feeney自由落体脑创伤模型制成大鼠脑损伤模型,超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPIO)标记神经干细胞,并将其分别经枕大池穿刺注射入脑损伤大鼠蛛网膜下腔的脑脊液中及经立体定向脑内注射移植,分别进行大鼠运动功能缺失的神经功能评价、磁共振示踪及大鼠脑切片普鲁士蓝染色.结果 接受神经干细胞移植的两组大鼠神经运动功能评分均较损伤对照组明显提高(P<0.05),两移植组大鼠神经运动功能评分无明显差别.接受神经干细胞移植的两组大鼠神经运动功能评分均较损伤对照组明显提高(P<0.05),两移植组大鼠神经运动功能评分无明显差别.标记组移植经枕大池移植的神经干细胞即刻的MRI即可观察到大鼠脑内的移植标记细胞,移植后2周脑挫伤即可见到低信号影,组织切片的普鲁士蓝染色与MRI结果相符.结论 经枕大池移植的神经干细胞具有远距离迁移能力,并能像脑内移植一样明显有助于大鼠神经运动功能的恢复.用MRI活体示踪移植磁化标记神经干细胞在TBI模型大鼠脑内迁移和分布是可行的.     

超微超顺磁性氧化铁在中枢神经系统疾病磁共振影像诊断中的应用

超微超顺磁性氧化铁(USPIO)作为磁共振对比剂具有血浆半衰期长、能够特异性结合巨噬细胞两个重要特性。相对于目前临床普遍使用的钆螯合物对比剂,USPIO对部分中枢神经系统疾病的诊断具有一些独特的优势,但仍有待进一步的临床研究确证。本文就近年来USPIO在部分中枢神经系统疾病磁共振影像诊断中的应用研究进展作一综述。     

纳米示踪剂在移植干细胞活体示踪中的研究进展

近年来,干细胞的再生潜能受到越来越多的关注,干细胞疗法在很多重大疑难疾病临床前实验中显现出的良好治疗效果,让人们对其临床应用充满期待。但由于缺乏有效的干细胞标记探针,干细胞移植后的在体命运转归无法被准确监测,导致其治疗机制和直接疗效不够明朗,这严重阻碍了干细胞疗法的临床转化。最近,一些成像效果稳定、优异的纳米示踪剂的出现给干细胞活体示踪技术的发展带来了新的希望。本文按成像方法分类,对这些纳米示踪剂在移植干细胞活体示踪中的典型应用案例进行了简要综述,重点关注那些可以对干细胞的活死及分化功能状态进行示踪的工作,希望对此领域的未来发展有所启发。     

USPIO增强MRI在兔动脉粥样硬化斑块模型的观察研究

目的 探讨单纯高脂饮食建立兔动脉粥样硬化模型的可行性以及超小顺磁性氧化铁(USPIO)增强磁共振成像(MRI)在兔动脉粥样硬化(AS)斑块研究中的价值.方法 挑选30只健康的雄性新西兰大白兔作为研究对象,使用随机分组法分为两组,其中实验组20只,对照组10只.实验组通过单纯高脂饲料饲养的方法建立兔AS模型,对照组不作其他干预.观察USPIO增强前后动脉斑块的MRI表现,与病理结果进行比较和分析.结果 实验组成功建立兔AS模型,其中14例形成AS斑块,USPIO增强T2W1序列表现为斑块中央信号减低,血管壁信噪比值在96 h降低最低,较增强前信号差异有统计学意义(P＜0. 05),而对照组在增强前后管壁信号无变化.USPIO增强PJN 2D-TOF序列表现为管壁点状充盈缺损.病理检查显示USPIO颗粒主要沉积在内膜下.结论 单纯高脂饮食可以建立兔AS模型,USPIO增强MRI能反映出兔AS斑块情况,有助于对AS病变诊断作出评估.