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Radiology:注射纳米氧化铁可追踪移植的干细胞

时间:2013-07-13 15:57:07 来源:生物无忧 作者:davidtower

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摘要: 在一项新的研究中,研究人员开发出一种新的非侵入性技术来追踪移植到体内的干细胞。这种技术可能有助外科医生们确定一种修复受损或磨损的膝盖的手术是否取得成功。相关研究结果于2013年7月12日在线发表在Radiology期刊上。

        在一项新的研究中,来自美国斯坦福大学医学院的研究人员开发出一种新的非侵入性技术来追踪移植到体内的干细胞。这种技术可能有助外科医生们确定一种修复受损或磨损的膝盖的手术是否取得成功。相关研究结果于2013年7月12日在线发表在Radiology期刊上,论文标题为“Iron Administration before Stem Cell Harvest Enables MR Imaging Tracking after Transplantation”。

        这种技术依赖于一种已被美国食品与药物管理局批准用于治疗贫血症的显像剂(imaging agent),即纳米氧化铁(ferumoxytol)。尽管这种研究是针对啮齿类动物开展的,但是这种方法可能于今年秋季用于在人体内开展的临床试验:间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)将被运送到病人的膝盖损伤位点。
        MSCs已被用于治疗软骨的修复程序之中,并且取得一些成功。论文通信作者Heike Daldrup-Link博士说,“这些细胞能够容易地从即将接受膝盖修复程序的病人骨髓中获得。它们能够分化为组成我们关节的真实组织。但是也会发生差错。这些新移植过来的细胞可能因不能定植而死亡。它们可能迁移走。它们可能产生软骨之外的组织,最为常见的就是纤维瘢痕组织(fibrous scar tissue)。”
        相对只有较少的移植细胞迁移到远处。当这些细胞在病人膝盖损伤位点聚集之后,监控这些细胞定植的能力是至关重要的。利用这种新技术,在MSCs移植几周后,核磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)能够可视化这些细胞,从而让骨科外科医生们更好地理解这种移植是否成功。
        在此之前,标记MSCs 以便能够非侵入性对它们进行成像的唯一方法需要在实验室中开展。一旦从体内提取出,MSCs与显影剂孵育,并在离心机中进行离心,随后经清洗后,外科医生们就可将这些细胞移植到病人体内。
        在当前这项研究中,这种新技术涉及在提取前对MSCs进行标记,也就是在标记时,MSCs还停留在供者骨髓中。论文第一作者Aman Khurana博士、助理研究员Fanny Chapelin和同事们在从大鼠骨髓提取出MSCs之前,将由氧化铁纳米颗粒组成的纳米氧化铁注射到这些大鼠体内。接着,在富集MSCs混合物之后,他们将这种混合物注射到受者大鼠的膝盖损伤位点。他们能够在高达4周的时间内追踪这些移植细胞的行为。
        Daldrup-Link和其他人之前已利用纳米氧化铁标记在盘碟中的干细胞。然而,实验室盘碟中的MSCs极少摄取这种物质。有趣的是,研究人员在一系列实验中证实相同的MSCs在供者骨髓中时能够很好地摄取纳米氧化铁。甚至在将MSCs移植到受者大鼠膝盖几周之后,MSCs仍然保持足够的铁从而提供较强的MRI信号。
        这种新的标记技术降低当在实验室盘碟中通过操纵这些细胞来标记它们时引入污染的风险,同时也会极大地减少由于这些大量的实验室操纵所导致的这些细胞数量的损失。它也允许立即将来自病人骨髓的细胞转移到病人自己的膝盖损伤位点。

参照阅读:
    Injecting iron supplement lets scientists track transplanted stem cells
原始论文:
    Iron Administration before Stem Cell Harvest Enables MR Imaging Tracking after Transplantation, Radiology, DOI:10.1148/radiol.13130858
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