[发明专利]一种干细胞的磁共振和光声双模态示踪方法

说明书

本发明公开了一种干细胞的磁共振和光声双模态示踪方法，包括以下步骤：(1)干细胞在含有示踪剂的培养基中孵化，将已标记的干细胞置于恢复液中恢复后，用胰蛋白酶处理，再分散并在新鲜培养基中计数，标记的干细胞被收集起来并在2小时内植入体内；(2)用核磁共振成像仪示踪监测植入体内的干细胞在体内的情况，并储存用于图像分析。用微粒标记干细胞，运用磁共振和光声成像在体外和在大鼠肩袖伤模型中长时间示踪肌腱干细胞，展示了MRI和PA双模态示踪肌腱干细胞及应用肌腱干细胞治疗大鼠肩袖损伤的广阔前景。

技术领域

本发明属于生物医学技术领域，涉及一种示踪方法，尤其涉及一种干细胞的磁共振和光声双模态示踪方法。

背景技术

肌腱损伤是一种常见的疾病，多表现为人的肩袖、跟腱、伸肌总腱损伤。忽略症状，在普通人中肩袖撕裂伤事故大约占比20％，但接近50％的个体是年逾80岁的老人。然而，肌腱修复在运动医学和骨科实践中仍是一个极大的挑战。间质干细胞(MSCs)、脂肪干细胞(ADSCs)和肌腱干细胞(TSCs)被用于促进肩袖损伤的修复。为了监测和优化在临床前期研究中用于修复肩袖肌腱损伤的干细胞的疗效，追踪移植的干细胞是非常重要的，这样才能提高干细胞治疗的临床应用。

近年来，基于细胞成像的细胞追踪技术越来越受到关注，它能够在细胞移植后体内局部，在生物进程中更好地弄清生物进程中细胞的结局。各种成像方式包括：磁共振成像、光学成像、辐射成像、光声成像等等已经被用于细胞追踪。但是所有独立的成像方式都有其局限性。举例来说，光学成像的局限为其较浅的渗透深度和光毒性，磁共振的敏感性低，辐射成像的缺点是有细胞毒性、时间跨度短和空间分辨率低。所以同时联合双模或者多种模式成像方式力量的方法被呼吁应用，以达到满足要求的细胞跟踪规范。

发明内容

针对独立成像方式的局限性，本发明提供了一种干细胞的磁共振和光声双模态示踪方法，用负载氧化铁的聚乙乳酸羟基乙酸(PLGA/IO)微粒标记干细胞，运用磁共振和光声成像在大鼠肩袖伤模型中长时间追踪肌腱干细胞，展示了模型中治疗肌腱损伤的广阔前景。

本发明采用的技术方案是：

一种干细胞的磁共振和光声双模态示踪方法，包括以下步骤：

(1)标记干细胞

干细胞在含有示踪剂的培养基中孵化，将已标记的干细胞置于恢复液中恢复后，用胰蛋白酶处理，再分散并在新鲜培养基中计数，标记的干细胞被收集起来并在2小时内植入体内；

(2)MR/PA示踪

用核磁共振成像仪示踪监测植入体内的干细胞在体内的情况；在相同的每一个时间点，同时用光声成像系统获得光声成像的图形，并储存用于图像分析。

本发明所述的示踪剂为负载氧化铁的聚乙乳酸羟基乙酸微粒(PLGA/IO MPs)。

PLGA/IO MPs是一种对TSCs细胞毒性作用小、能同时进行PA和MRI显像的多功能对比剂。氧化铁纳米粒具有良好的生物相容性和独特的磁性，是常用的MRI阴性对比剂；同时该粒子又可以作为一种外源性的光敏剂被引入生物组织内，通过改变组织局部的声学和光学特性而提高组织成像的分辨率和对比度。因此，氧化铁纳米粒可以行PA/MRI成像。而PLGA是一种可降解的功能高分子有机化合物，具有无毒、生物相容性好的特点，并作为成膜材料被广泛应用于超声分子微泡和纳米粒的制备中。将氧化铁纳米粒包裹入PLGA中形成微米级粒子更容易使其内化，提高细胞标记率。PLGA/IO MPs在T2WI MRI图像中呈低信号，起标记的干细胞亦呈低信号，而损伤肩袖则呈高信号，二者形成良好的对比，很容易鉴别出标记干细胞，从而达到MRI体内示踪肌腱干细胞的目的。本发明中损伤肩袖因为外科手术的操作导致纤维断裂和水肿，PA成像上几乎不表象出红色的光声信号，而PLGA/IO MPs及其标记的TSCs则表现出红色光声信号，二者形成强烈反差，便于我们从损伤肩袖出探查到表现为红色光声信号的标记TSCs，从而达到PA成像体内示踪TSCS的目的。