铁蛋白与USPIO在磁共振活体细胞示踪中的协同作用

干细胞治疗成败的关键是活体示踪植入的细胞。超小超顺磁性氧化铁（USPIO）是常用的磁共振对比剂，信号强,但随着细胞分裂和氧化铁颗粒降解，细胞内USPIO逐渐被稀释。铁蛋白存在各种细胞内，是一种内源性磁共振报告蛋白，生理状态下细胞内铁蛋白产生的信号弱。本研究拟建立铁蛋白联合USPIO的磁共振活体示踪新方法。原理：使细胞高表达铁蛋白吸收利用USPIO降解的铁离子，既增强铁蛋白磁共振信号又延长USPIO在细胞内滞留时间，达到联合增效作用。实验设计：构建铁蛋白基因质粒，导入鼠胶质瘤C6细胞使铁蛋白高表达，再USPIO标记细胞。大鼠脑内接种后不同时间点，利用7T Bruker小动物磁共振仪扫描，比较实验组与对照组T2/T2*的差异。本项目将为各种细胞治疗和基因治疗研究及临床应用提供一种长效、高灵敏度的磁共振活体示踪新方法。

磁共振成像(MRI)具有时间和空间分辨率高，无放射损伤，是分子影像学研究中的重要手段。超顺磁性纳米铁颗粒(SPIO)作为最常用的对比剂，用于细胞活体示踪。SPIO最大的缺陷是随着细胞分裂，细胞内的氧化铁被降解排除细胞外，细胞内SPIO浓度被稀释，成像效果下降。本项目利用人工构建并导入示踪细胞内源性铁蛋白基因(ferritin)，过表达的铁蛋白吸收细胞外循环的铁离子和SPIO降解的铁离子形成结晶铁，转变成内源性磁共振对比剂，达到增强细胞示踪效果。本项目构建了鼠铁蛋白重链基因质粒，转染鼠胶质瘤C6细胞。将转染细胞和对照细胞分别接种于裸鼠皮下，在不同时间节点，利用7T小动物磁共振仪进行T2WI扫描，活体示踪接种的肿瘤细胞。并在实验结束后，采集肿瘤组织，进行铁浓度测定。研究结果表明：转染铁蛋白基因并同时标记SPIO的C6细胞，铁离子浓度明显高于没有转染铁蛋白基因（但标记SPIO）的C6细胞（P=0.034）。在裸鼠皮下接种C6细胞后第二天，第六天和十三天进行磁共振扫描，发现转染铁蛋白基因组裸鼠，T2信号明显高于未转染基因组(P=0.012;0.003,0.021)。本项目结论：铁蛋白与SPIO相互作用，可以延长SPIO磁共振活体示踪细胞的时间。本项目共发表论文17篇，其中SCI论文9篇，国内核心期刊8篇。申请国家发明专利一项。培养硕士研究生毕业两名。