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细胞谱系示踪技术
细胞谱系示踪（ cell lineage tracing）是指利用各种方式标记细胞，并对包括其后代所有细胞的增殖、分化以及迁移等活动进行追踪观察。自20世纪以来，谱系示踪技术为研究器官发育、组织损伤修复以及单细胞的分化命运提供了重要的手段。近些年，随着基因工程技术的飞速发展，细胞谱系示踪技术也有所突破，尤其是诱导性重组酶Cre/loxp系统的应用，极大地拓宽了细胞谱系示踪技术的应用范围。本文将结合细胞谱系示踪技术在多种研究中的应用，对该技术的原理、特点以及新进展做一综述。
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荧光成像技术活体示踪裸鼠肝细胞癌肺转移
目的探讨荧光素酶标记肝细胞癌（肝癌）细胞的荧光成像技术在活体示踪裸鼠肝癌肺转移中的价值。方法应用低转移潜能 HCC97L、高转移潜能HCC97H 肝癌细胞建立稳定表达荧光素酶的肝癌细胞株 HCC97L-FL、HCC97H-FL。24只裸鼠按随机数字表法随机分为HCC97L-FL 组和 HCC97H-FL 组。分别将5×106个 HCC97L-FL 和 HCC97H-FL 细胞加入磷酸盐缓冲液（PBS）50μl，制成细胞悬液。将细胞悬液注入裸鼠尾静脉，建立荧光素示踪的裸鼠肝癌肺转移模型。观察荧光成像示踪肺转移瘤大体标本及组织标本情况。两组数据比较采用 t 检验。结果荧光检测发现，HCC97L-FL、HCC97H-FL 细胞均可发出强烈荧光。建模后2～3周，HCC97H-FL 组裸鼠的肺部收集到荧光信号，3～4周荧光强度逐渐增强；HCC97L-FL 组裸鼠无可见的肺部荧光信号。建模后4周 HCC97H-FL 组荧光强度为（1.73±0.16）×104 a.u.，明显高于 HCC97L-FL 组的（0.03±0.01）×104 a.u.（t=23.652, P<0.05）。建模后4周 HCC97H-FL 组裸鼠肺脏密布大小不等转移瘤病灶，部分较大病灶突出于肺脏表面；HCC97L-FL 组中未观察到转移瘤。转移瘤癌细胞核异型性明显，具备肝癌特征。结论荧光素酶标记肝癌细胞的荧光成像技术可对裸鼠肝癌肺转移进行活体、动态示踪。该技术为体内肝癌细胞生长、侵袭、转移的研究提供了可靠的量化研究手段。
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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.
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医用回旋加速器原理
去年年底,南京军区福州总医院引进了美国GE公司正电子发射型计算机断层扫描机PET-CT及医用PETtrace回旋加速器,该设备在临床上的投入使用标志着医院在影像诊断领域进入了世界领先水平.PET(Positron Emission Tomography)是一种放射性示踪剂成像技术,将发射正电子的放射性同位素标记在示踪化合物上,再注射到研究对象体内,这些示踪化合物就可以用于活体示踪生理和生化过程,以达到研究人体病理和生化过程的目的.目前,许多有价值的放射性同位素示踪剂已经开发并广泛应用于基础和临床研究,这些示踪剂主要使用11C、13N、15O、18F等正电子核素进行标记,由于它们的半衰期很短,必须由医用回旋加速器适时生产,并在较短的时间内标记合成出示踪剂.回旋加速器是放射性同位素生产系统中大和复杂的部分.
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超顺磁性氧化铁标记骨髓间充质干细胞移植治疗兔急性胰腺炎的磁共振活体示踪
重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)是由各种原因引起胰酶被激活,导致胰腺组织自身消化、水肿、出血和坏死的炎症反应,常继发感染性腹膜炎、休克、全身炎症反应综合征和多器官功能障碍综合征等严重并发症,预后极差[1].目前的治疗措施主要是对症治疗、支持治疗、预防胰腺感染和坏死,疗效仍不佳.近年来,骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)移植治疗急性胰腺炎的实验研究[2]认为MSCs可分化为有功能的胰腺干细胞,对损伤的胰腺进行修复,为治疗重症SAP提供了一种薪的思路和手段,而细胞移植后在活体内示踪成为随之而来的研究难点.近年来,随着超顺磁性氧化铁(SPIO)纳米颗粒标记细胞技术的成熟,磁共振成像(MRI)活体示踪SPIO标记细胞成为新的研究热点[3].本实验拟采用SHO标记兔MSCs并移植入SAP模型兔行MRI扫描,探讨干细胞移植治疗SAP过程中,MRI活体示踪移植干细胞的可行性.
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胰岛细胞移植磁共振扫描活体示踪的序列优化
背景:细胞移植领域仍缺乏有效的方法活体示踪观察细胞移植后体内的转归,随着分子影像学的发展使磁共振移植细胞活体示踪技术成为可能.目的:对胰岛细胞移植磁共振成像活体示踪的扫描序列和参数进行优化,提高胰岛细胞移植磁共振扫描活体示踪结果的可靠性.方法:通过SD 大鼠门静脉输注超顺磁氧化铁纳米颗粒菲立磁标记的胰岛细胞,固定于7 cm 小动物专用线圈,在临床1.5T MR上分别采用SE T1W、FSE T2W、FGRE、SPGR 对移植前后大鼠肝脏进行扫描,观察输注胰岛细胞前后研究部位的信号变化,并比较不同序列SPIO 标记胰岛细胞与周围肝脏组织的对比度噪声比.结果与结论:FGRE 和SPGR 都可以较好地克服腹部呼吸运动伪影,敏感地显示超顺磁氧化铁纳米颗粒菲立磁标记的胰岛细胞.标记胰岛细胞在SD 大鼠肝脏MRI 图像上表现为斑点状的信号减低区,广泛分布于肝脏各部位.结果显示磁共振扫描可以对肝内胰岛移植物进行有效示踪,序列的选择至关重要.
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干细胞移植心肌再生治疗的活体示踪技术
干细胞移植治疗心肌梗死正处在一个需要循证医学证据的关键时候,虽然国内外学者对于干细胞移植心肌再生技术做了很多尝试,但终的评估需要活体示踪技术来提供细胞定位及定量的客观证据.已有生物发光和荧光光学影像技术、超声影像技术、正电子发射计算机断层扫描、单光子发射计算机断层技术、核磁共振影像等技术的应用研究,但都有其优缺点,如:荧光光学影像技术只适用于小动物和浅表组织的研究;超卢影像技术虽然能够达到单个细胞追踪水平研究,但解剖探讨范围有限,定量困难;单光子发射计算机断层技术或正电子发射计算机断层扣描技术虽然具有高分辨率,但长期追踪需要调控干细胞的基因表达、转基因的稳定表达.对于干细胞的活体示踪研究尚属初步阶段,研究方法有待进一步发展和完善.
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体外磁共振观察胎鼠神经干细胞的标记
背景：神经干细胞移植后的细胞存活、识别和迁移需动态监控。
目的：通过体外磁共振技术对胎鼠神经干细胞体外标记，为神经干细胞在神经系统修复中的应用提供依据。
方法：采用胎鼠神经干细胞的分离与培养标记、染色剂鉴定及神经干细胞的活性检测，构建大鼠脑缺血再灌注模型，采用超顺磁性氧化铁颗粒体外标记胎鼠的神经干细胞并移植至模型大鼠左侧脑内，未标记的胎鼠神经干细胞移植至右侧脑中，对标记的细胞进行普鲁士蓝染色，观察其定植和迁移情况，并通过磁共振示踪动态的监测神经干细胞在活体移植之后的信号改变情况。
结果与结论：超顺磁性氧化铁颗粒体外标记胎鼠神经干细胞的方法效率达95%以上，电镜结果显示超顺磁性氧化铁颗粒体外标记胎鼠的神经干细胞内含铁颗粒，且集中在溶酶体和内涵体当中，磁共振结果显示胎鼠标记的神经干细胞呈现低信号改变，细胞活性的影响与未标记组差异无显著性意义，但标记的胎鼠神经干细胞T2WI与 T2*WI信号降低。证实超顺磁性氧化铁颗粒体外标记胎鼠的神经干细胞可高效表达，磁共振的监控可以用于神经干细胞的活体示踪。 -
细胞移植示踪技术的研究进展
细胞移植替代疗法已成为现代医学中发展为迅速的领域之一,移植细胞在宿主体内的存活、增殖、迁移和分布也自然受到人们的极大关注.目前移植细胞的示踪方法可归纳为5类:(1)利用荧光染料标记细胞,如Hoechst33342/33258、DAPI、PKH26和DiI等;(2)改变细胞基因,使其表达特异性的标志物,如绿色荧光蛋白、β-半乳糖苷酶等;(3)选用雄性供体和雌性宿主,利用Y染色体作为标志物;(4)用5-溴脱氧尿苷等胸腺嘧啶类似物来标记分裂细胞;(5)采用超顺磁氧化铁作为磁共振对比剂活体示踪移植细胞.近年来,上述细胞标记技术均有很大进展,特别是荧光染料、转基因标记、磁共振示踪三方面进展为迅速.
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干细胞移植治疗心肌梗死的MR示踪观察
各种原因引起的心肌缺血梗死是临床上重要的死亡原因.以前认为心肌坏死只能通过形成疤痕组织进行修复,近年来,许多动物实验证实,用间质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)移植治疗心肌梗死,可增加有功能的心肌细胞的数量和现存心肌细胞的质量,改善心脏功能.MRI的分辨率达25～50 μm,接近单一细胞水平,因此可用来对移植的间质干细胞进行活体示踪.应用MR对比剂超顺磁性氧化铁(superparamagnetic iron oxide,SPIO)等对MSCs进行标记,可以对心肌梗死区MSCs移植后的迁徙、增殖情况进行动态观察.
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骨髓基质细胞移植治疗脑缺血的MRI活体示踪研究进展
骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)是成年哺乳动物骨髓中存在的一类特殊的非造血组织干细胞,其数量不到髓内细胞总数的0.05%,属于间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)范畴.它不表达造血干细胞的标志,如CD34,曾被称为"成纤维集落形成单位(CFU-fibroblast)"[1].具有多向分化潜能和高度自我复制能力,能够在特定条件下分化为多种起源组织 [2],包括神经元和胶质细胞等.由于BMSCs来源广泛,取材方便,具有神经分化的潜能,而且在临床应用中自身骨髓的取材不受伦理学和供体组织来源的限制,因此在神经系统疾病的细胞基因工程治疗方面有广阔的应用前景.
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骨髓间充质干细胞的磁标记磁共振示踪及其移植修复脊髓损伤的研究进展
随着干细胞技术的迅猛发展,骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,MSCs)移植已经应用于脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)患者的治疗,取得了较好的临床疗效[1-2].从动物实验到临床,目前尚待解决的问题还有很多,如何无创性地在活体内动态监测移植细胞的迁移、生存状态一直是困扰科研工作的难题,也是近年来研究工作的重点.磁共振(magnetic resonance,MR)成像技术因其分辨率高、对比度好、可视化等优点,是目前无创、活体示踪及评估细胞移植策略的佳影像学工具[3-4].在运用MR活体示踪时,要求所使用的对比剂在有效标记目的细胞的同时,不会对细胞产生任何毒副作用[3].现就MSCs的磁性细胞标记MR示踪技术及其移植修复SCI相关进展进行综述.
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人永生化骨髓间充质干细胞移植后在肝损伤裸鼠体内的活体光学示踪
目的：探讨生物发光成像用于细胞移植后的活体示踪和定量研究的可行性。方法：构建CMV-luciferase2-mkate2片段的慢病毒载体，感染永生化人骨髓间充质干细胞（UE7T-13），体外和活体验证双光学报告基因标记细胞的荧光表达及生物发光成像。结果：（1）成功建立稳定表达红色荧光蛋白（mKate2）和荧光素酶（Luc2）活性的UE7T-13细胞系。（2）慢病毒感染后的UE7T-13细胞其多向分化能力未受影响；（3）双光学报告基因标记细胞的体外和活体生物发光成像，可用于裸鼠肝脏移植细胞后的活体示踪。结论：慢病毒pLENTi-CMV-luc2-mKate2感染后的永生化人骨髓间充质干细胞（UE7T-13）稳定表达红色荧光蛋白（mKate2）和萤火虫荧光素酶（Luc2）活性，可用于裸鼠干细胞移植后活体示踪研究。
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免疫反应对面神经损伤后FMN的作用研究进展
面神经损伤后中枢神经元发生细胞凋亡,国内外大量研究显示获得性免疫反应对面神经元维持存活状态有保护作用,本文综述了面神经损伤后参与保护面神经元的自身免疫细胞类型、作用时间和范围及影响细胞免疫反应的因素等研究进展.
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骨髓间充质干细胞修复关节软骨损伤的MRI示踪研究进展
骨髓间充质干细胞能促进骨关节损伤的修复,使用磁共振成像(MRI)对移植入人体的细胞分布状况进行活体示踪具有重要的临床意义,也是目前分子影像学研究的热点之一.MRI示踪需要对干细胞进行标记,目前方法较多,标记物主要有钆、超顺磁性氧化铁以及报告基因成像.本文就骨髓间充质干细胞BMSCs对修复软骨缺损的作用及BMSCs在磁共振分子成像中的研究进展综述如下.
