骨髓基質干細胞超順磁性氧化鐵標記和體外磁共振成像研究.pdf

1、目的：(1)探討超順磁性氧化鐵(SPIO)在細胞內外對磁共振信號的影響，以獲得最佳的磁共振檢查方法；(2)探討以多聚賴氨酸(PLL)為轉染介質介導SPIO標記骨髓基質干細胞(BMSCs)的合適條件；(3)探討磁標記細胞及其傳代細胞的磁共振信號變化特點。 方法：(1)不同濃度SP工0的磁共振研究，對含不同濃度SPIO的18只EP管行磁共振掃描，同時以磷酸鹽緩沖液(PBS)液為對照，掃描序列采用快速自旋回波(FSE)T<,1>WI、

2、快速擾相梯度回波(FSPGR)T<,1>WI、FSE T<,2>WI、及快速平衡穩(wěn)態(tài)進動成像(FIESTA)T<,2>*WI，測量各掃描序列下不同濃度的SPIO的信號強度，計算信號強度變化的百分率。(2)不同比例FE-PLL混合液對標記干細胞的影響，SPIO和PLL以1∶0.0012混合配制FE-PLL混合液，用鐵濃度分別為4.2μg/ml、8.4μg/ml、21μg/ml、42μg/ml、84μg/ml的FE-PLL復合物和濃度為0.

3、05μg/ml、0.25μg/ml、0.5μg/ml、1.0μg/ml、5.0μg/ml的PLL同2ml細胞濃度為1.0×10<'5>/mlBMSCs共同孵育，同時用等量未處理的細胞為對照。分別用普魯士藍染色后熒光顯微鏡及透射電子顯微鏡觀察鐵顆粒在細胞內的位置、不同標記濃度細胞形態(tài)的改變、細胞內鐵顆粒的分布及標記率。MTT法及臺盼蘭染色活性細胞計數了解處理后細胞的生長活性。對不同濃度SPIO標記的細胞進行MR成像，測量不同掃描序列中標記

4、細胞管及培養(yǎng)液的信號強度改變。 (3)對標記后的細胞進行傳代，觀察傳代后細胞標記的陽性率，并將每一代細胞進行T<,2>*WIMR掃描，以單純培養(yǎng)液為對照，進行信號測量，計算標記細胞的信號變化百分率。 結果：(1)在T<,1>WI上相對信號強度隨著濃度增大先升高后降低，FSPGR序列的信號強度高于FSE序列(P<0.05)；在T<,2>WI及T<,2>*WI序列上相對信號強度隨濃度增加逐漸降低，以T<<2>*WI序列下降緩慢(P<

5、0.05)；在濃度為0.5μg/ml時，FSE-T<,1>WI、FSPGR-T<,1>WI、FSE-T<,2>WI及FIESTA-T<,2>*WI信號強度變化的百分率分別為29.04％、26.23％、-0.54％、和-30.01％，T<,1>WI及T<,2>*WI的信號強度變化百分率明顯高于T<,2>WI。 (2)標記細胞的鐵顆粒位于胞漿及溶酶體內，細胞的標記率隨著SPIO濃度的增加而增加(r=0.7636，P<0.05)；在濃度為42

6、μg/ml時標記陽性率為100％；MTT顯示在鐵濃度小于42μg/ml時FE-PLL復合物對細胞的生長活性無明顯影響，而鐵濃度為84μg/ml時，細胞的生長活性受到抑制；PLL在濃度≤1.0μg/ml時對細胞的活力無明顯影響(活性細胞數為92.2％～96.4％)；當PLL濃度為5.0μg/ml時，細胞生長明顯受抑(活性細胞數為80.8％)。在T<,2>*WI序列上磁共振信號隨FE-PLL復合物濃度的增加而降低(r=-0.7401，P<0

7、.05)，標記細胞的信號在T<,1>WI序列的改變不及在T<,2>WI及T<,2>*WI序列明顯，而以T<,2>*WI序列信號改變最明顯(P<0.05)，但標記入細胞內的鐵仍遠遠低于培養(yǎng)液中的鐵。(3)連續(xù)五代傳代后標記細胞陽性率分別為：100％、98％、63％、11％及2％；在T<,2>*WI序列的相對信號強度變化率分別為-49.13％、-52.55％、-39.5％、-11.65％、-1.13％，細胞標記率和T<,2>*WI信號強度呈

8、負性相關(r=-0.9866，P<0.005)。標記率及磁共振信號強度變化率隨著傳代次數的增加呈下降趨勢，傳至第五代時和對照比較就無明顯變化。 結論： (1)低濃度的spio在細胞內外對MR信號的影響是不同的：在細胞外以T<,1>及T<,2>*效應為主，在細胞內則以T<,2>及T<,2>*效應為主，在高濃度時以T<,2>及T<,2>*效應為主；(2)T<,2>WI及T<,2>*wI對檢測SPIO具有特異性，可以粗略反映對比劑量的