第一部分纳米铁标记骨髓间质干细胞的MR研究目的:探讨超顺磁性氧化铁纳米粒子(supermaramagnetic iron oxide, SPIO)体外标记大鼠骨髓间质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)的适当浓度和不同标记浓度对细胞的生物学活性影响,以及磁共振(magnetic resonance, MR)的成像特征.材料与方法:选取第5代细胞,采用SPIO(商品名Resovist)和多聚赖氨酸(Poly-L-lysine,PLL)复合物进行不同浓度细胞标记,Resovist终浓度分别为14、28、56、84、112μg/ml,PLL终浓度为0.75μg/ml。分别采用普鲁士蓝染色法检测细胞铁分布和台盼蓝排除试验检测细胞活性。运用光学显微镜观察铁颗粒在细胞内的位置、分布及计算其标记率。根据此实验结果,进行下一步标记细胞的MR成像研究。采用细胞标记浓度为28μg/ml,选取不同的标记细胞数量,使用1.5 TMR进行T1WISE、T2WIFSE、T2*WIFGR扫描,测量不同扫描序列标记细胞管的信号强度改变,并进行统计学分析.结果:标记后的铁颗粒均位于细胞质内;含量在28μgFe/ml～56μgFe/ml的培养液是SPIO标记干细胞的安全浓度,在此浓度阈值标记后孵育24 h即可有效标记细胞92%-97%。MR成像显示,随着细胞数量的增多,标记细胞信号呈线性减低趋势。结论:SPIO可以简便标记MSCs。并且在适当浓度下对MSCs的生物学活性没有影响,MR T2WI和T2* WI序列可有效显像磁性标记的干细胞,为下一步活体试验奠定基础。第二部分CT脑灌注剂量下X射线对体外培养的骨髓间充质干细胞的影响目的:观察大鼠CT脑灌注剂量下的X射线照射对体外培养的骨髓间充质干细胞的影响。方法:体外培养骨髓间充质细胞,分为照射组和未照射对照组,照射组细胞分别行1-5次大鼠脑灌注条件下CT扫描。两组细胞分别做生长曲线,运用流式细胞仪检测细胞周期改变情况,以及行MTT法检测细胞凋亡情况。结果: 5次大鼠脑灌注CT扫描下照射组细胞活性及凋亡情况与对照组细胞差异无统计学意义。结论:常规大鼠脑灌注CT扫描对骨髓间充质干细胞活性无影响。第三部分经尾静脉移植骨髓间质干细胞治疗缺血性脑卒中的MR研究目的:探讨磁共振追踪尾静脉移植超顺磁性氧化铁标记骨髓间质干细胞治疗缺血性脑卒中的可行性以及干细胞对卒中大鼠脑梗死面积的影响。方法:利用超顺磁性氧化铁和多聚左旋赖氨酸的混合物标记MSCs,普鲁士蓝染色检测标记率,台盼蓝检测细胞活性。线栓法建立大鼠脑缺血90m再灌注动物模型,分为缺血模型MSCs移植组(细胞数2×10~6/m1)、缺血模型对照组。分别在脑缺血后1d、细胞移植后1d、3d、1w、2w、4w进行磁共振扫描,对各时间点梗死面积的变化进行统计学分析。结果:超顺磁性氧化铁对MSCs的标记率为92%,细胞成活率为97%,磁共振追踪显示移植后1w缺血模型移植组缺血区内可见MSCs,且随着移植时间的延长而有增多趋势。缺血模型MSCs移植组与缺血模型对照组之间的脑梗死体积变化差异有统计学意义(P>0.05)。结论:超顺磁性氧化铁对于细胞标记率高,磁共振活体追踪有利于了解干细胞移植后的存活和迁移。MSCs脑内移植对于脑卒中大鼠脑梗死面积的影响具有统计学意义。