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目的：利用红色荧光蛋白(RFP)和荧光染料CyI (Cy5的衍生物)标记F344大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs),研究光学标记干细胞的安全及有效性、在大鼠体表对标记干细胞成像的可行性,并结合超小超顺磁性氧化铁颗粒(USPIO)同时标记BMSCs,探索在体双模态标记干细胞示踪成像的可能。方法：使用成功转染、稳定表达RFP的F344大鼠BMSCs (BMSCs/RFP);同时,使用含不同浓度的CyI培养基与BMSCs/RFP共孵育培养24h后。在体外,用荧光检测仪分别检测荧光强度,用光学成像系统分别检测体表注射光学标记细胞的F344大鼠成像效果。使用含USPIO (40μg/ml)和多聚赖氨酸(PLL,1.5μg/ml)的培养基与BMSCs/RFP共孵育24h,标记后行普鲁士蓝染色观察铁颗粒在细胞内的分布。通过皮下或肌肉注射RFP或CyI标记的BMSCs,进行大鼠体表的光学成像。活体条件下,开胸结扎冠状动脉左前降支(LAD)建立F344大鼠急性心梗模型,通过心肌局部注射移植三种标记细胞(BMSCs/RFP、CyI或USPIO标记的BMSCs/RFP,其中以USPIO/RFP双标的为主),利用光学成像及MRI进行标记细胞的在体示踪。取病理行普鲁士蓝染色及荧光成像观察心脏中USPIO颗粒及RFP的分布情况。结果：体外荧光强度检测显示RFP或CyI标记(CyI孵育细胞浓度为5.0×10-5mol/L)的BMSCs在细胞浓度达到5.0×105/ml以上时有较强的信号强度；当CyI与BMSCs/RFP共孵育时,其孵育浓度分别在5.0×10-6、1.0×10-5及5.0×104mol/L时细胞形态及死细胞数未见明显变化。大鼠体表成像时在注射细胞数为1.0×106条件下,CyI的荧光成像效果优于RFP。呼吸机辅助通气条件下通过开胸结扎冠状动脉左前降支(LAD)可成功建立F344大鼠急性心梗模型。通过心肌局部注射的标记细胞在光学条件下,在体成像没有检测到荧光信号,离体成像能检测到心脏表面有较弱的荧光：MRI在标记后2周内均能观察到注射区域信号强度明显降低。病理普鲁士蓝染色及荧光成像提示心肌内铁颗粒及RFP分布与移植干细胞分布一致。结论：1、RFP或CyI(CyI孵育细胞浓度为5.0×10-5mol/L)可以安全有效地标记BMSCs;2、RFP或CyI标记的BMSCs在F344大鼠体表的光学成像是可行的；3、离体成像可示踪心脏局部注射光学标记的BMSCs;4、MRI在标记后2周仍可在体示踪USPIO标记的BMSCs.