干细胞分子影像标记示踪技术现状

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1、2010年5月第44卷第5期ChinJRadio1．May2010，Vo1．44，No．5·545·．综述．干细胞分子影像标记示踪技术现状张峰张贵祥杨晓明干细胞具有自我更新和多向分化潜能，能分化成神经细铁原子会在子代细胞内重新分配。shi／shi新生鼠脑内移胞、心肌细胞、胰岛细胞、成骨细胞、肝细胞和造血祖细胞等，植LacZ和SPIO双标记的C17．2神经干细胞，细胞复制使是细胞治疗的理想资源⋯。例如，神经干细胞能向受损脑组SPIO在亲代和子代细胞问重新分配，MRI信号改变与细胞织迁移，分化成神经元和神经胶质细胞，且基因修饰后能表分布并不匹配，说明SPIO示踪快速分裂细胞能力不足

2、；达治疗性分子；移植骨髓问充质干细胞、血管内皮祖细胞和(2)细胞死亡释放的铁原子被旁观者细胞吞噬，可致错误评胚胎干细胞能改善缺血损伤心脏功能。细胞分子影像技价干细胞移植效果。大鼠心肌内注射SPIO标记的同种术能在活体状态下对移植干细胞进行纵向研究，示踪细胞迁和异种心脏源性干细胞及问充质干细胞，3～4周后无存活，移，评价治疗效果，帮助优化细胞应用和选择合适治疗MRI阳性信号主要由吞噬氧化铁巨噬细胞引起”；(3)超窗口[3]。顺磁性对比剂可产生“开花效应”(bloomingeffect)，“覆盖”目前，标记示踪技术仍是最常用的方法。标记探针的选靶部位，影响对干细胞所在部位解剖结构的

3、观察。如大鼠心择是分子影像技术示踪干细胞迁移和归巢的关键J。细胞肌内注射SPIO标记的间充质干细胞，MRI低信号范围可超标记探针应具有以下特性：(1)良好的生物相容性；(2)能显过整个心肌的厚度，使空问分辨率降低。示单个细胞，细胞分裂不引起稀释作用；(3)能真实反映标2．顺磁性标记：顺磁性对比剂，如Gd”能对标记细胞进记细胞行为，准确定位，可定量分析；(4)非创伤性技术手段行更精确的解剖定位，特异性较好。含Gd的T。弛豫增能重复观察，有较好的信噪比、时间和空间分辨率；(5)标记强对比剂的主要不足在于敏感性较低，增加其在细胞内浓度细胞周围问质非特异性的变化不会被误解为靶细胞的生物

4、和提高弛豫特性可用于细胞检测”，但是去螯合的含Gd物学行为；(6)被标记细胞释放后不影响周围组织，有理想清质从干细胞吞噬小泡或者死亡细胞释放后具有潜在毒性，限除途径。目前，用于细胞标记和示踪的影像技术主要有制其应用J。MRI、核医学和光学成像。二、放射性核素标记一、超顺磁性和顺磁性标记PET是最灵敏的细胞和分子成像设备，活体组织内最低MRI具有较高的时间和空间分辨率、自由选择成像层可检测放射性核素量达10mol，与MRI和CT相比，PET面、多重信息采集、无放射性损伤的优点，适于示踪干细胞和检测灵敏度要高出6—8个数量级⋯。Hofmann等用F检测治疗效果”。对干细胞进行顺磁性

5、和超顺磁性标记可脱氧葡萄糖(F．FDG)标记CD34干细胞，1h后坏死心肌以实现MRI对于细胞的示踪，研究疾病与细胞迁移之间的内能检测到14％～39％的放射性活度。Schachinger等关系、于细胞移植靶部位组织结构、细胞迁移速度以及细胞用“In-羟基喹啉标记促血管生成祖细胞，经冠状动脉向梗在靶部位存留时间。死心肌区域注入标记细胞，1h后检测的总放射性活度为1．超顺磁性标记：研究最多的超顺磁性对比剂是超顺6．9％，3～4d后降到2．0％。磁氧化铁颗粒(superparamagneticironoxide，SPIO)，进入细放射性核素标记技术允许移植前对细胞进行直接标记，胞的S

6、PIO能产生远大于该细胞体积的信号缺失，且可较长灵敏度很高，能很快进入临床应用。不足之处在于放射性核时间持续观察。SPIO可用硫酸鱼精蛋白、多聚赖氨酸、反素标记物半衰期很短，不利于长期观测，如”F—FDG半衰期式转录激活因子一人类免疫缺陷病毒基因蛋白(HIV．Tat)为为118min，标记细胞成像时间不超过1d_1，最长的放射性转染剂，标记神经干细胞、造血干细胞、问充质干细胞、胚胎核素检出时间也仅限于1～2周。此外，核医学影像技术干细胞等。不能提供细致的解剖背景。但是，在解释SPIO引起的MRI信号降低时必须慎重，三、光学成像需要考虑以下因素：(1)SPIO对细胞的标记是问接技

7、术，信光学成像包含很多技术和方法，具有快速、廉价、非创号改变归因于SPIO的量，而不是细胞数目，随着细胞分裂，伤、无辐射、灵敏度相对较高的特点，在基础医学的干细胞示踪研究中有较多应用。采用合适的光学对比剂对干细胞进DOI：10．3760／cma．j．issn．1005-1201．2010．05．023行标记，可以实现对干细胞的示踪。常用的光学干细胞标记作者单位：Image-GuidedBio．MolecularInterventionsSection．物有：(1)荧光染料，最常用的是近红外荧