[发明专利]内源性神经干细胞磁共振无创性示踪技术体系及建立方法

说明书

本发明属于生物医学技术领域，具体涉及脑内内源性神经干细胞磁共振无创性示踪技术体系及建立方法，本发明通过体外对神经干细胞的波谱特征分析获得波谱特征，该波谱特征峰值可作为神经干细胞在体内外的生物学标记，在动物活体水平验证后在活体水平对人脑内内源性神经干细胞进行检测，结果显示，海马区存在少量神经干细胞，随年龄的增加，其数量减少。本发明的示踪技术体系可利用MRS在活体水平示踪脑内内源性神经干细胞的分布和生物学行为，该技术体系对于临床神经科学及临床评估脑内神经再生、再生指数等提供了直观的、无创的技术方法，具有重要的临床价值和意义。

技术领域

本发明属于生物医学技术领域，涉及脑内内源性神经干细胞的影像学示踪技术体系，具体涉及脑内内源性神经干细胞磁共振无创性示踪技术体系及建立方法，本发明的示踪技术体系可利用MRS在活体水平示踪脑内内源性神经干细胞的生物学行为。

背景技术

研究公开了成年哺乳类动物脑内有产生新生神经元的能力，这些神经元由位于侧脑室下区和海马的神经干细胞(NSCs)产生，所述NSCs具有自我更新和产生子代细胞的能力。研究显示，NSCs在体内和体外能生成神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞，这为利用NSCs修复因神经退行性疾病和外伤而受损或缺失的神经组织提供了可能。目前，在神经科学的若干领域均有涉及NSCs的研究，且进展迅速，但是，在活体水平无创性观察到NSCs在脑内的分布鲜有报道，基于NSCs重要临床应用价值，其已成为本领域技术人员关注的热点课题。

本发明的研究团队的前期研究中，在体外成功培养出NSCs，并利用超顺磁性氧化铁粒子(SPIO)标记NSCs，将其移植于脑外伤患者脑内后用MRI观察到其在脑内的迁徙，实现了无创观察移植NSCs在宿主脑内的迁徙和分布(发表于新英格兰医学杂志)，在此基础上，进一步利用锰增强磁共振(ME-MRI)技术检测到移植的NSCs在大鼠脑损伤区域的功能活动，但是，上述研究均是基于外源性NSCs及对移植NSCs在宿主脑内的迁徙和功能的阶段性研究结果。

关于宿主脑内内源性NSCs的分布以及如何用无创的方法观察到其在体内的生物学行为已成为近年来脑科学研究领域中的又一热点。NSCs体内鉴定和示踪技术的发展将进一步加深人们对NSCs发生潜能的认识，目前，临床研究实践中采用正电子发射CT扫描、单光子CT扫描以及MRI技术均需要事先在体外用放射性标记物或超顺磁性氧化铁粒子SPIO标记NSCs，因此，不适于在活体水平检测大脑内源性NSCs。

氢核磁共振波谱(H-NMR)已被广泛用于体外检测低含量的已知代谢物和体液、组织中的未知复合物；H-NMR能检测神经元特有的代谢物如NAA和胶质细胞特有的产物如Cho；这些复合物已被作为分离组织中相应细胞种类可靠的生物标记物；但是，实践表明，H-NMR不能用于分析活体组织中的物质代谢情况。

基于现有技术的基础与现状，本申请的发明人拟提供脑内内源性神经干细胞的影像学示踪技术体系及其建立方法，本发明的示踪技术体系可利用MRS在活体水平示踪脑内内源性神经干细胞的生物学行为。

发明内容

本发明的目的在于基于现有技术的基础与现状，提供脑内内源性神经干细胞的影像学示踪技术体系，具体涉及内源性神经干细胞磁共振无创性示踪技术体系(即磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy,MRS)示踪技术)及建立方法，本发明基于MRS的技术体系可在体示踪人类脑内内源性神经干细胞NSCs的生物学特征及生物学行为。建立一种无创性磁共振示踪技术可在活体水平探测脑内内源性神经干细胞的分布和增殖情况。

本发明建立了内源性神经干细胞磁共振无创性示踪技术体系，其包括，在体外检测神经干细胞的波谱特征，在啮齿类动物活体水平进一步验证，在活体水平对人脑内内源性神经干细胞进行检测；尤其是MRS检测内源性神经干细胞NSCs的生物学特征及生物学行为。