目的和意义： 利用磁共振分子-功能影像技术研究和评价胰腺癌动物模型的微观病理状况，如肿瘤细胞增殖或凋亡、细胞外间隙大小以及肿瘤微血管等，有助于在活体水平深入了解胰腺癌的病理特征，进而期望在新化疗药物研制开发中，利用磁共振分子-功能成像进行实时监测和评价新药物疗效。本研究包括以下内容：1)制备可用于磁共振增强成像的磁性纳米微粒，并研究其理化特性，及其在小鼠活体内的磁共振增强效果。2)通过测定组织横向弛豫时间、表观弥散系数以及代谢物波谱来探索胰腺癌裸鼠模型的微观病理状况，并结合注射磁性纳米微粒后稳态磁化率对比增强磁共振成像，研究全反式维甲酸联合α-干扰素治疗胰腺癌裸鼠模型的早期疗效及相关病理改变。3)将磁性纳米微粒与胰腺癌CA19-9单克隆抗体螯合，制备具有免疫靶向性的磁共振对比剂，探讨此对比剂对裸鼠胰腺癌特异性靶向增强的效果和可行性。 第一部分利用化学共沉淀法制备超顺磁性氧化铁(SPIO)纳米颗粒，利用透射电子显微镜观察其大小和形态，通过电子衍射分析其晶体结构以及磁强计测定其饱和磁化强度。通过皮下肌肉内注射和尾静脉内注射SPIO，利用MRI扫描仪研究自制的SPIO在裸小鼠活体内成像效果，主要测定其对于网状内皮系统器官-肝脏的增强效果，并通过普鲁士蓝染色观察铁颗粒在小鼠主要脏器内的沉积与分布。 第二部分建立胰腺癌裸小鼠皮下瘤模型，利用磁共振T2 map和T2*map技术测定肿瘤组织的横向弛豫时间(T2和T2*)，通过弥散加权成像(DWI)测定其表观弥散系数(ADC)，以及氢磁共振波谱分析(1HMRS)测定肿瘤组织内主要代谢物波谱。将肿瘤组织的横向弛豫时间、表观弥散系数、代谢物峰值比和峰下面积比与其病理HE染色和免疫组化指标(Cyclin D1增殖染色、以及Hoechst和Tunel凋亡染色)进行对照分析，研究胰腺癌的微观病理改变，包括细胞外间隙，凋亡和增殖等与MRI之间的关系。我们进一步通过对照试验，研究以上MRI技术联合稳态磁化率对比增强MRI检查监测药物治疗胰腺癌的早期疗效。治疗组胰腺癌裸鼠模型给予腹腔注射全反式维甲酸联合尾静脉注射α-干扰素治疗，隔日一次。对照组胰腺癌裸鼠模型相应给予生理盐水。治疗过程共2周，并测量肿瘤生长曲线。对治疗组和对照组裸鼠同时行MRIT2 map/T2* map、DWI、1H MRS、以及注射SPIO后稳态磁化率对比增强检查，分析胰腺癌治疗早期MRI改变及其病理基础，包括微血管密度(MVD)和血管内皮生长因子(VEGF)表达、凋亡和增殖指数的改变。 第三部分利用化学交联法将SPIO螯合胰腺癌CA19-9单克隆抗体(Anti-CA19-9)，制备免疫靶向对比剂SPIO-Anti-CA19-9。利用ELISA法测定SPIO-Anti-CA19-9的免疫活性。电镜观察体外培养的人胰腺癌细胞对SPIO-Anti-CA19-9的吞噬作用。将SPIO-Anti-CA19-9经尾静脉注入荷瘤鼠体内，利用磁共振成像仪观察免疫靶向对比剂对胰腺癌的靶向增强效果。并将磁共振成像结果与病理和免疫组化、以及普鲁士蓝染色对照。 结果： 我们制备的超顺磁性氧化铁(SPIO)纳米微粒，晶核约为2～5nm，胶体大小在30nm左右。X射线粉末衍射实验及电子衍射分析确证了所制备的超顺磁性氧化铁胶体主要成分为Fe3O4。振动样品磁强计证明自制的超顺磁性氧化铁具有超顺磁性，其饱和磁化强度为33 emu/g Fe。 MRI显示自制SPIO造成局部肌肉组织的T2W和FLASH T2W信号显著下降。经裸小鼠尾静脉注射SPIO后，MRI示肝脏T2W和FLASHT2W信号显著下降。普鲁士蓝染色证实铁颗粒主要分布在网状内皮系统器官。肝脏内铁颗粒主要分布在肝血窦，部分被枯否细胞吞噬。 胰腺癌裸鼠皮下瘤模型的MRI T2 map和T2*map、DWI ADC和1HMRS可以反映肿瘤组织微观结构差异。在最大冠状面测定的T2值和ADC值与肿瘤大小密切相关，并受肿瘤细胞密度和细胞外间隙影响。细胞外间隙对ADC值的影响比细胞密度明显。细胞密度稀疏(增殖不活跃区)、细胞外间隙增宽(凋亡状态)导致T2和ADC值增高；反之，细胞密度致密(增殖活跃区)、细胞外间隙变窄(缺血坏死早期)导致T2和ADC值降低。1H MRS代谢物胆碱(Cho)和乳酸(Lac)波峰和肿瘤细胞增殖、凋亡和坏死程度相关。活跃增殖状态肿瘤Cho峰高，而Lac峰低；反之，凋亡或坏死状态肿瘤Lac峰增高，而Cho下降。 全反式维甲酸联合α-干扰素治疗裸鼠胰腺癌，在治疗早期肿瘤体积尚没有明显缩小之前，就可以观察到肿瘤T2和ADC值升高，1H MRS显示Cho峰显著下降而Lac峰升高。治疗组在注射SPIO增强前后的AR2和△R2*值明显小于未治疗组。病理学免疫组化染色证实治疗组肿瘤的MVD和VEGF表达、以及增殖指数明显下降，而凋亡指数增高。普鲁士蓝染色显示治疗组肿瘤内铁颗粒沉积明显少于未治疗组。 靶向对比剂SPIO-Anti-CA19-9基本保留了抗体的免疫活性，体外能够被胰腺癌细胞吞噬。活体MRI证实其造成裸鼠胰腺癌瘤体的T2W信号明显降低，降低程度和持续时间均较SPIO长。铁颗粒在瘤内分布与肿瘤组织的MVD和VEGF表达部位相关。VEGF表达强的区域，铁颗粒沉积多。12小时观察铁颗粒富集区的肿瘤细胞凋亡指数增高。 结论： 采用化学沉淀法自行制备的超顺磁性氧化铁具有市售SPIO的一般理化性质，颗粒大小属于超小超顺磁性氧化铁。在小鼠活体上磁共振显像特征符合作为阴性增强对比剂的特点。 MRI T2 map和T2* map技术、DWI、1H MRS以及稳态磁化率对比增强MRI可以反映胰腺癌模型瘤体的微观病理状态，并可以活体实时监测化疗药物治疗胰腺癌的早期疗效。 免疫靶向对比剂SPIO-Anti-CA19-9能够被胰腺癌细胞吞噬，抗体介导增强了肿瘤细胞对SPIO的胞吞作用，使胰腺癌的MRI T2W信号强度明显降低，并且持续时间较长。胰腺癌细胞吞噬SPIO-Anti-CA19-9后，可能促进了细胞凋亡和坏死的发生。