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2017-10-14 06:09
目前标记干细胞的MRI 对比剂主要有两类： 一类是以Gd3+对比剂即所谓顺磁性对比剂，主要产生T1 正性对比效应，目前有关的应用报道不多，主要是因为在目前MRI 场强下Gd3+的量需要达到相当程度，这在技术上尚有难度。
当然也有几项研究成功地应用Gd3+复合物通过胞饮作用或细胞内吞作用进入细胞内而后行MRI 的报道。Modo 等应用右旋糖酐聚合物连接的Gd-DTPA 与若丹明颗粒(gadolinium rhodamine dextran,GRID )可同时提供MRI 和荧光组织显像，将之标记永生化小鼠神经干细胞MHP36 细胞后移植至脑缺血大鼠的海马后进行4.7 T MR 离体成像， 证实MRI 能可靠分辨移植细胞以及示踪细胞迁移。 另一类是通过葡聚糖生物高分子包裹Fe3O4 晶体形成核壳式结构的超顺磁性氧化铁(superpara-magnetic iron oxide，SPIO) 纳米材料对比剂， 主要产生较强的T2 负性对比效应。其特点是粒径小、穿透力强且弛豫率约为同样 564 国际医学放射学杂志International Journal of Medical Radiology 2009 Nov; 32(6) 条件下Gd3+的7～10 倍，在很低浓度(nmol)时即可在 MRI 上形成对比且具有生物可降解性，能被细胞代谢后进入正常血浆铁池与红细胞血红蛋白结合或用于其他代谢过程。 以上特点使氧化铁类对比剂更受关注，是目前较理想的磁共振示踪剂。近年来，间充质干细胞(mesenchymal stem cells， MSCs)磁标记后MRI 示踪已成功应用于中枢神经系统和心脏等器官。Jendelova 等[21]将SPIO 和BrdU 双重标记的MSCs 经对侧脑半球局部移植入大鼠脑皮质损伤模型， 术后28 d 常规1.5 T MRI 显示MSCs 从注射点向对侧脑损伤区域迁移，脑损伤区域内见特异性低信号分布持续至术后50 d。 切片BrdU 免疫组化分析显示移植的MSCs 分化为神经元细胞，术后大鼠的神经功能改善，因此认为损伤组织可产生丰富的化学因子促使移植的MSCs 进行靶向迁移性修复。Kraitchman 等[22]利用Feridex 标记MSCs 经导管注入犬心肌梗死模型周边区域， 术后持续8 周，1.5 T MRI 明确观察到移植部位发出一条低信号线指向心肌梗死区域，心肌梗死面积逐渐减小。活体MRI 示踪磁标记MSCs 在骨关节领域也显示出重要的应用前景。 Mayer-Kuckuk 等应用与荧光基团结合的氧化铁粒子标记7F2 细胞和MC3T3-E1#4 细胞， 从股骨干骨骺端注射30 μL 含1×105 个磁标记细胞的磷酸盐缓冲液(PBS)至小鼠股骨髓腔，7 T MR 活体成像显示骨髓腔内见特异性低信号持续至术后第9 天，此后髓腔内信号增高，提示移植MSCs 在股骨髓腔内部分丢失。 居等应用磁性氧化铁纳米粒子和多聚赖氨酸(Poly-L-Lysine, PLL) 的偶联物 Fe2O3-PLL , 有效地标记了人脐血间充质干细胞,成功地进行了磁共振标记细胞成像， 且对细胞的活力、凋亡等生物学特性无明显影响。 国内一些研究者进行的实验室结合前期间充质干细胞的磁标记工作，正在进行肝干细胞、神经干细胞的磁探针标记， 评价其对细胞活力增殖与凋亡代谢分化的影响，评价MRI 不同序列上不同浓度标记细胞的信号特点，并将标记后的肝干细胞进行正常及肝衰大鼠体内移植，神经干细胞标记后进行正常及大脑半球缺血大鼠体内移植，用MRI 动态示踪移植细胞分析移植细胞的生存状态，总结MRI 示踪干细胞的理论依据、技术方法及影像学表现特征，达到活体下追踪干细胞存活迁移的目的[24-27]。虽然MRI 示踪干细胞已经显示出了良好的应用前景，但磁标记会随着细胞分裂而稀释，在监测移植后干细胞的分化方面尚存在不足[28]，有待进一步改进。 综上所述，有关干细胞标记和活体示踪方面的研究虽然取得了重要进展，但尚有许多问题需要解决，目前应用的各种标记示踪方法都有自己的优缺点， 但是随着科技的发展以及相关实验的不断深入，各种标记示踪方法目前存在的问题必定能够得到解决，其中尤其以MRI 活体示踪磁标记干细胞技术值得期待。利用无创伤性影像学技术活体示踪干细胞的研究将会取得重大突破。 |
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