目的:通过pAdEasy腺病毒系统构建红色萤火虫荧光素酶报告基因,结合Tat-Ag2S QDs联合标记mMSCs。建立近红外二区荧光和生物发光联合成像技术,并应用于移植干细胞在急性肝损伤小鼠中的迁移、分布和存活情况的活体示踪研究,综合评估干细胞移植治疗肝损伤的过程和效果。方法:首先利用pAdEasy系统作为腺病毒表达载体,通过PCR扩增目的基因RfLuc,将其整合到腺病毒穿梭质粒pTrack上,获得重组pTrack-RfLuc。在BJ5183中与腺病毒骨架载体pAdeasy进行同源重组，并在293A细胞中包装得到重组腺病毒。经过转染间充质干细胞,验证成功构建红色萤火虫荧光素酶报告基因成像系统。接着,进一步结合Tat-Ag2S QDs联合标记mMSCs,成功构建双标记成像方法。并对该双标记成像系统的生物安全性进行评估,包括该双标记方法对干细胞的活性、增殖和成骨、成脂分化的影响分析。建立近红外二区荧光和生物发光联合成像技术,并系统研究该联合成像技术对干细胞在活体中的检测灵敏度和稳定性进行分析;腹腔注射CCl4构建小鼠急性肝损伤模型,通过尾静脉注射方式移植双标记mMSCs。并采集小鼠NIR-II荧光成像和BLI成像数据,通过影像数据的定位和定量分析结合肝损伤疗效指标(AST和ALT,HE染色,CK19+免疫荧光)分析mMSCs对急性肝损伤治疗过程和作用机理。成果:本课题成功制备了表达红色萤火虫荧光素酶(最大发光620nm)报告基因的腺病毒载体,结合近红外二区Ag2S量子点(最大发光波长1200nm),建立了联合标记间充质干细胞方法,并证实该双标记方法不影响干细胞的活性、增殖和成脂、成骨分化,具有良好的生物安全性。在此基础上,建立了生物发光和近红外二区荧光联合成像技术,该联合成像技术能在活体中实现生物发光成像100个细胞核近红外二区成像1000个细胞的检测灵敏度,且两种成像信号与细胞数都具有良好的线性关系;利用该高灵敏和高分辨的联合成像技术实现了对尾静脉移植mMSCs在急性肝损伤小鼠体内的动态迁移、存活和死亡过程的定位和定量分析,发现移植干细胞在移植初期有快速死亡过程,且在肝部活细胞峰值出现在于细胞移植24小时后,约为总移植细胞的4.48%;结合联合成像结果和肝损伤疗效结果,研究发现聚集在肝部的活性mMSC在移植前期主要通过旁分泌刺激LPSs,促进肝脏再生修复。结论:我们建立了高时空分辨率和高灵敏度的BLI/NIR-II联合成像技术,该技术能够对干细胞在活体的迁移、存活和死亡过程进行示踪成像。同时该影像技术具有良好的生物相容性,有望在基于干细胞的再生医学研究中得到广泛应用。