本研究使用超顺磁性氧化铁(Superparamagnetic Iron Oxide，SPIO)纳米粒子对骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)进行体外标记，采用1．5T超导磁共振成像仪和显微镜线圈对SPIO标记的BMSCs进行体外及其植入帕金森(Parkinson’sdisease，PD)大鼠模型后的活体示踪观察，探讨1．5T超导磁共振成像仪和显微镜线圈对SPIO标记BMSCs体外观察及PD大鼠模型尾静脉和脑纹状体立体定向植入SPIO(Feridex)标记BMSCs后进行活体动态观察的可行性。本组研究分为两个部分。第一部分超顺磁性氧化铁标记骨髓基质细胞MRI体外实验研究目的：探讨1．5T超导磁共振成像仪和显微镜线圈对SPIO标记BMSCs进行MRI体外观察的可行性；筛选进行SPIO标记BMSCs MR体外成像相对有效的标记细胞数及MR成像序列，为第二部分进行SPIO标记BMSCs MR活体示踪实验提供依据。方法：SPIO与多聚赖氨酸(PLL)联合标记BMSCs，对标记细胞进行普鲁士蓝染色；将不同数量的经SPIO(Feridex)标记或未标记的BMSCs分别重悬于0．5 ml 1％琼脂糖的Eppendof管中，按成像需要分成7组：①1×10~5个SPIO(Feridex)标记BMSCs；②1×10~5个未标记BMSCs；③5×10~5个SPIO(Feridex)标记BMSCs；④5×10~5个未标记BMSCs；⑤6×10~6个SPIO(Feridex)标记BMSCs；⑥6×10~6个未标记BMSCs；⑦琼脂糖。使用1．5T超导磁共振成像仪和显微镜线圈对上述7组Eppendof管进行扫描，扫描序列包括轴位(TRA)TSE-T1 WI、TSE-T2WI、FFE-T2WI，分析经SPIO标记及未标记的BMSCs在三个不同序列的显像特征，测量SPIO标记及未标记BMSCs的平均信号强度，计算SPIO标记细胞与未标记细胞间信号强度变化率，分析SPIO标记细胞量与信号强度之间的相关关系。结果：1．SPIO与多聚赖氨酸(PLL)联合标记BMSCs的有效率为100％，普鲁士蓝染色证实了每个标记的细胞质内有不等数量的蓝染铁颗粒；2．经SPIO标记的BMSCs在不同成像序列上的信号强度改变均有统计学意义，TSE-T1WI、TSE-T2WI、FFE-T2WI三种成像序列中FFE-T2WI信号强度改变最明显；经SPIO标记的BMSCs在不同数量细胞之间的信号强度改变均有统计学意义，在本组研究范围内成像细胞数量越多，信号强度变化越明显，标记的细胞数和信号强度间存在正比关系；在同一成像序列条件下，不同数量未经SPIO标记BMSCs之间的信号强度改变均无统计学意义。结论：1．SPIO能够有效的标记BMSCs；2．1．5T超导磁共振成像仪和显微镜线圈可对经SPIO标记的BMSCs进行体外观察；3．在TSE-T1WI、TSE-T2WI与FFE-T2WI序列中FFE-T2WI为MR体外观察SPIO标记BMSCs的最佳序列；4．SPIO标记BMSCs在1×10~5～6×10~6细胞量范围内，信号强度改变随着细胞量的增加呈数量依赖性改变。第二部分超顺磁性氧化铁标记骨髓基质细胞植入帕金森大鼠模型后MRI活体示踪研究目的：探讨1．5T超导磁共振成像仪和显微镜线圈对PD大鼠模型尾静脉和脑纹状体立体定向植入SPIO(Feridex)标记BMSCs后进行活体动态观察的可行性。方法：根据细胞植入途径及植入细胞的不同将30只PD大鼠模型分为4组：①SPIO(Feridex)标记BMSCs纹状体立体定向植入组：10只；②未标记BMSCs纹状体立体定向植入对照组：5只。③SPIO(Feridex)标记BMSCs尾静脉植入组：10只；④未标记BMSCs尾静脉植入对照组：5只。纹状体立体定向植入组植入经SPIO(Feridex)标记或未标记BMSCs量均为5ul，(细胞浓度：2×10~4／ul)；尾静脉植入组植入经SPIO(Feridex)标记或未标记BMSCs量均为2ml，(细胞浓度：3×10~6／ml)，分别于植入后1天，第2、第4、第6和第8周使用1．5T超导磁共振成像仪和显微镜线圈对上述4组大鼠用FFE-T2WI序列进行扫描，观察PD大鼠模型脑内信号改变，测量信号强度。植入后第2周MR扫描后每组处死2只大鼠，第8周MR扫描后处死剩下所有PD大鼠模型，均在处死后立即取脑组织，冰冻切片后行普鲁士蓝染色及免疫组化染色。结果：1．PD大鼠模型纹状体立体定向植入SPIO(Feridex)标记BMSCs组MRFFE-T2WI序列扫描脑纹状体见低信号区，随着时间的推移，低信号区范围逐渐变大，信号逐渐减弱。PD大鼠模型纹状体立体定向植入未标记BMSCs组MR FFE-T2WI序列扫描脑纹状体内未见低信号改变。PD大鼠模型纹状体立体定向植入SPIO(Feridex)标记BMSCs组和定向植入未标记BMSCs组两组间信号强度变化有显著统计学意义。纹状体立体定向植入SPIO(Feridex)标记BMSCs组脑组织铁染色可见大量SPIO标记的BMSCs；随着时间的推移，范围扩大。纹状体立体定向植入未标记BMSCs组普鲁士蓝染色及免疫荧光双标无阳性细胞发现。2．尾静脉植入SPIO(Feridex)标记及未标记BMSCs组PD大鼠模型MR FFE-T2WI序列扫描脑内均未见低信号改变，两组间信号强度变化无统计学意义。尾静脉植入SPIO(Feridex)标记BMSCs组病理组织学观察PD大鼠模型脑纹状体内见散在几个SPIO标记的BMSCs；尾静脉植入未标记BMSCs组普鲁士蓝染色及免疫荧光双标无阳性细胞发现。结论：1．1．5T超导磁共振成像仪和显微镜线圈可用于PD大鼠模型纹状体立体定向植入SPIO(Feridex)标记BMSCs的活体示踪研究；2．在现有条件下，1．5T超导磁共振成像仪和显微镜线圈不适用于PD大鼠模型尾静脉植入SPIO(Feridex)标记BMSCs的活体示踪研究。