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SPIO标记BMSCs治疗股骨头坏死及其活体MR示踪的实验研究

【摘要】: 目的:采用Ferumoxides(菲立磁,SPIO)作为磁探针标记兔BMSCs,探讨不同浓度Ferumoxides的磁标记效率及对细胞活力的影响,观察Ferumoxides标记BMSCs移植后MR活体示踪及对股骨头坏死的疗效,为MR活体示踪及BMSCs对股骨头坏死的治疗提供理论依据。 方法:1、髓腔冲洗法、密度梯度离心法及贴壁法分离培养兔BMSCs;应用免疫细胞化学荧光染色对培养的BMSCs进行鉴定。2、分别以含Ferumoxides5.6μg/ml、11.2μg/ml、22.4μg/ml、44.8μg/ml的20%胎牛血清培养基(低糖DMEM)培养和标记BMSCs,而后行Perls普鲁士蓝染色、透射电镜观察及采用原子吸收分光光度法测定Ferumoxides标记BMSCs的铁含量计算记率,确定Ferumoxides对BMSCs最佳标记浓度。3、采用四唑盐(MTT)比色法,分析Ferumoxides对兔BMSCs生长活性的影响。4、分别用马血清加激素法与液氮冷冻法建立兔股骨头坏死动物模型,并比较两种造模方法。5、用Ferumoxides标记的兔BMSCs,分别采用三种不同途径即原位、局部及耳缘静脉将磁标记BMSCs移植入已建立的兔股骨头坏死模型体内,行MRI示踪,观察移植入体内的磁标记BMSCs在MR图像变化,探讨显像最佳的MR活体示踪扫描序列及移植方法。6、利用扩增的SPIO标记BMSCs移植治疗兔股骨头坏死,采用原位细胞移植、局部细胞移植及耳缘静脉细胞移植三种移植途径,与空白照比较,通过大体标本及组织学观察,探讨SPIO标记BMSCs治疗兔股骨头坏死的疗效及MSCs移植治疗兔股骨头坏死(femoral head necrosis)的最佳细胞移植途径。 结果:1、倒置相差显微镜可观察到活性及传代能力很强的细胞,免疫细胞化学染色及DAPI染色结果表明所培养的细胞表达BMSCs表面标志CD29,不表达CD34,证实所培养的细胞为兔BMSCs。2、BMSCs与含不同浓度Ferumoxides的20%胎牛血清培养基(低糖DMEM)孵育,可完成Ferumoxides标记BMSCs的制备。3、在光镜及电镜下可见Ferumoxides被标记在BMSCs的胞质内,细胞内铁含量进一步表明Ferumoxides可以较好地标记BMSCs,且随Ferumoxides浓度的越高,Ferumoxides标记BMSCs中铁含量越高,标记率越高。5.6-44.8μg/ml浓度的Ferumoxides对BMSCs生长活性无明显影响。4、马血清加激素法和液氮冷冻法都明显出现有骨坏死现象,表明股骨头坏死模型建立成功,且液氮冷冻法造模优于马血清加激素法。5、三组细胞移植即原位、局部及耳缘静脉组分别在SE T2WI、FSE T2WI、GRE T2*WI三种扫描序列中均可见到信号降低区,但三组不同途径的细胞移植方法信号降低区出现与消退的时间不同,研究发现,原位细胞移植组,分别在SE T2WI、FSE T2WI、GRE T2*WI三种扫描序列中信号降低区均为实验中的靶点。MR图像示靶点在三种扫描序列中信号均有不同程度的降低,而对侧则无信号改变。靶点区信号下降程度依次为GRE T2*WI、SE T2WI、FSE T2WI。GRE T2*WI与SE T2WI和FSE T2WI有显著性差异(P0.05);SE T2WI与FSE T2WI有显著性差异(P0.05)。表明GRE T2*WI为最佳的MR活体示踪扫描序列。6、原位BMSCs移植、局部BMSCs移植及耳缘静脉BMSCs移植三种细胞移植均有利于兔股骨、头缺血性坏死的修复,表明Ferumoxides标记BMSCs治疗兔股骨头缺血性坏死的疗效确切,从治疗后的病理观察及高倍镜下缺损标本边缘新生骨小梁面积百分比行统计学分析,原位BMSCs移植有利于兔股骨头坏死的修复,是一种最佳的BMSCs治疗兔股骨头缺血性坏死的细胞移植方法。 结论:磁标记BMSCs移植能够修复兔股骨头坏死,是一种能够通过MRI图像观察及靶点区信号定量分析的BMSCs治疗兔股骨头缺血性坏死的细胞移植方法。

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