锰增强磁共振示踪移植神经干细胞在脑损伤大鼠脑内的功能

The fate of the transplanted stem cells in the host must be answered before its clinical application. In previous work,our research group had demonstrated that adult human neural stem cells (NSCs) labeled by superparamagnetic iron oxide particles (SPIO) could be tracked by MRI after transplantation in patients with traumatic brain injury (TBI). The results were published in 《N Engl J Med》. However, this technique couldn't detect the function of implanted neural stem cells. Therefore, we must seek the technique that could non-invasively track the function of transplanted neural stem cells in vivo. Our previous study showed that manganese-enhanced MRI (ME-MRI) could evaluate brain function of normal rat. Next step, we plan to evaluate the feasibility of tracking the function of transplanted neural stem cells in TBI rats brain. Further, we will combine the ME-MRI with SPIO-MRI to establish the integrated technology system for tracking the migration and function of transplanted NSCs. Our study will lay the foundation not only for clarifying the regulation mechanism of differentiation, directed migration and function of transplanted NSCs, but also for realizing the clinical transformation and application of NSCs in future.

移植干细胞在体内的命运结局是其应用于临床前必须回答的问题。我们课题组已成功使用超顺磁氧化铁粒子（SPIO）标记成人神经干细胞（NSCs），治疗开放性脑外伤患者，通过磁共振（MRI）观察到SPIO标记的 NSCs在脑内迁徙，结果发表于《新英格兰医学杂志》。然而利用MRI示踪SPIO标记的NSCs只能示踪移植NSCs在脑内的迁徙，无法评估其是否参与大脑功能活动，需进一步探索在活体水平无创观察移植NSCs在宿主脑内的功能。本项目在前期研究中，用锰增强磁共振（ME-MRI）技术检测正常大鼠脑功能活动，证实了ME-MRI技术的可行性。在此基础上，本项目拟探索利用ME-MRI技术评价移植的NSCs在脑损伤大鼠脑内功能活动的可行性，并结合SPIO-MRI建立NSCs迁移与功能示踪一体化技术体系，为阐明NSCs分化、远距离定向迁移以及发挥功能的调控机制，以及实现NSCs临床转化应用奠定理论和技术基础。

1. 项目的背景：.我们课题组在前期的研究中已使用超顺磁氧化铁粒子（SPIO）标记成人神经干细胞（NSCs）治疗开放性脑外伤患者，并利用磁共振（MRI）观察到SPIO标记 NSCs在宿主脑内迁徙。但是，这种技术只能示踪移植NSCs在脑内的迁徙，而无法评估其是否参与大脑功能活动。因此，需进一步探索在活体水平无创观察移植NSCs在宿主脑内的功能。..2. 主要研究内容：本课题组在前期研究中，利用锰增强磁共振（ME-MRI）技术检测正常大鼠脑功能活动，证实了ME-MRI技术检测宿主大脑功能的可行性。因此，本项目在此基础上利用ME-MRI技术评价移植的NSCs在脑损伤大鼠脑内功能活动的可行性。..3. 重要结果、关键数据及科学意义：本课题预期实现了利用ME-MRI技术在体检测移植NSCs在宿主脑内的功能，并结合SPIO-MRI示踪技术，建立了NSCs迁移与功能示踪一体化的技术体系，为阐明NSCs分化、迁徙以及发挥功能的调控机制，以及实现NSCs临床转化应用奠定理论和技术基础。