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第一部分[目的]研究不同类型CRC细胞株能否在体外摄取锰离子、不同转移潜能的CRC细胞株体外摄锰有无差异。[材料与方法]人 CRC 细胞株 SW620、LoVo、DLD-1、HCT15、HCT116、SW480、Caco-2及正常人结肠粘膜上皮细胞株CCD841 CoN传代培养。以对数生长期细胞株行Transwell侵袭实验并计算细胞株侵袭指数,以侵袭指数为依据选择高、低转移潜能细胞株各两种待行体外细胞MEMRI,MEMRI前行MTT检测并比较0.1 mM锰剂培育60分钟后细胞活力情况。每种细胞株平均分成两份,一份用含锰离子浓度为0.1 mM的培养基培育60分钟后离心、清洗、再离心。另一份用不含锰离子的培养基培养行相同操作作为对照。将离心后得到的约10 mm厚细胞团行MR扫描,分别作T1WI和T1 map。将T1 map数据导入MatLab平台内的程序计算map图、手动勾画兴趣区并记录平均T1值。将无锰剂培育细胞株平均T1值减去锰剂培育细胞株平均T1值得到平均T1缩短值。单因素方差分析比较细胞株之间的存活率差异及平均T1缩短值的差异。[结果]侵袭指数较高的细胞株为SW620、LoVo、HCT116(22.6±0.7、20.9±0.6、17.0±0.6);较低的为 DLD-1、HCT15、SW480(7.5±0.3、8.3±0.2、9.7±0.4),而Caco-2 居中(12.6±0.5)。锰剂培育后细胞株 SW620、LoVo、DLD-1、HCT15、CCD841CoN存活率(%)分别为(96.3±0.01、96.3±0.03、96.0±0.01、96.2±0.03、96.1±0.02),差异无统计意义(p>0.05)。MR扫描T1WI显示,所有细胞株均摄锰强化,以瘤细胞株明显。T1 map测值结果示平均T1缩短值(msec)最明显的为SW620、LoVo(289.33±0.57、268.45±6.87);DLD-1、HCT15 次之(148.68±3.99、128.60±1.96),CCD841 CoN 最低(65.12±0.12)。高转移潜能、低转移潜能细胞株与正常细胞株之间q检验两两比较差异有统计意义(p<0.001)。[结论]人CRC细胞株SW620、LoVo、DLD-1、HCT15及正常粘膜细胞株CCD841 CoN体外均可摄锰强化,且在0.1 mM锰培育60分钟后活力无显著改变。高转移潜能细胞株SW620、LoVo比低转移潜能细胞株DLD-1、HCT15平均T1值缩短更明显。第二部分[目的]比较SW620、DLD-1细胞株皮下移植瘤MRI钆、锰增强表现;验证体外细胞株实验中SW620、LoVo、DLD-1、HCT15细胞株MEMRI强化程度不同的结果。[方法与材料]SW620、LoVo、DLD-1、HCT15细胞株行BALB/c裸小鼠皮下移植造模,分别于肿瘤最大径约5、10与15 mm时行MRI。所有移植瘤均行平扫T1WI、T1 map及锰增强T1WI、T1 map。其中SW620、DLD-1移植瘤在行锰增强前另行Gd-DTPA增强。所有肿瘤均行常规H&E染色及CD34免疫组化并计数微血管密度。T1 map数据导入MatLab平台软件处理。比较钆、锰增强肿瘤的强化方式、程度;两种对比剂MRI上不同大小组肿瘤明显强化的个数以及不同转移潜能移植瘤平均T1值缩短的差异。[结果]成功移植36个肿瘤。36例移植瘤均行平扫及锰增强,钆增强21例(SW620=5,DLD-1=16)。不论何种移植瘤,其钆、锰强化方式均为不均匀增强,但明显强化例数及程度不一样。以平均T1值缩短≥500 msec为明显强化,锰增强上明显强化肿瘤数(17/23)明显多于钆增强明显强化肿瘤数(1/21),但例数少、不能行统计检验。5 mm组两种肿瘤共10例其锰增强平均T1值缩短均≥500 msec、钆增强平均T1值缩短均≤300 msec,配对t检验显示两种造影剂增强程度差异有显著意义(p<0.001)。但10与15 mm组肿瘤钆、锰增强平均T1值缩短差异无统计意义。5 mm组肿瘤T1 map测值显示高转移潜能细胞株SW620与LoVo肿瘤平均T1值缩短均≥600 msec;低转移潜能细胞株DLD-1与HCT15肿瘤平均T1值缩短均≤300 msec。10 mm组高转移潜能细胞株LoVo肿瘤平均T1值缩短≥600 msec;低转移潜能细胞株DLD-1与HCT15移植瘤平均T1值缩短均≤350 msec。单因素方差分析显示不论5 mm、10 mm组不同转移潜能细胞株移植瘤组间有统计差异(p<0.001、p=0.011)。两两比较q检验示不同大小组内、相似转移潜能移植瘤之间无统计差异。H&E染色示全部36例移植瘤均为中低分化腺癌。CD34免疫组化染色MVD计数结果显示无论肿瘤大小或移植瘤种类其微血管均较稀少,最小值为11.4、最大值为20,平均14.68(单位:个/视野)。[结论]锰增强能明显强化多数常规钆增强上强化不明显的CRC移植瘤,并有可能适合检测小肿瘤。高转移潜能肿瘤平均T1值缩短显著大于低转移潜能者。在体肿瘤实验进一步验证了体外细胞株实验的结果。第三部分[目的]定量检测CRC及大肠正常粘膜细胞株MnSOD表达水平、观察MnSOD表达与癌细胞株转移潜能的关系;探讨肿瘤锰增强表现与MnSOD表达的可能联系。[材料与方法]高转移潜能SW620、HCT116、LoVo,低转移潜能DLD-1、SW480、HCT15以及侵袭指数居中的细胞株Caco-2行western blot定量分析MnSOD表达水平,以正常细胞株CCD841CoN作对照。单因素方差分析比较MnSOD表达的差异。Pearson直线相关分析检验各细胞株MnSOD表达与第一部分中细胞株侵袭指数的相关性;观察SW620、LoVo、DLD-1、HCT15细胞株MnSOD表达与第一部分中细胞株体外MEMRI平均T1值缩短程度的关系。[结果]所有CRC细胞株及正常细胞株CCD841CoN(0.185±0.038)均不同程度表达MnSOD。除Caco-2表达(0.163±0.035)低于正常细胞外,其余瘤细胞株表达均高于CCD841 CoN(0.185±0.038)。虽然MnSOD表达水平最高的均为低转移潜能瘤细胞株DLD-1与HCT15(0.777±0.031、1.045±0.038),但MnSOD表达水平较低者即包括中等侵袭性细胞株Caco-2(0.163±0.035)和低转移潜能细胞株SW480(0.337±0.025),还包括高转移潜能细胞株 LoVo、SW620(0.438±0.028、0.255±0.018)与 HCT116(0.289±0.028)。与正常细胞比DLD-1、HCT15细胞株表达明显增高(p<0.01,p<0.001),LoVo与SW480表达增高(p<0.05,p<0.05),SW620、HCT116表达增高但差异无统计意义(p>0.05)。相关分析显示细胞株MnSOD表达水平与侵袭指数无关(r=-0.204,p=0.627)。MnSOD表达低的LoVo、SW620细胞株MEMRI上平均T1值缩短程度大,MnSOD表达高的DLD-1、HCT15细胞株平均T1值缩短程度小。[结论]CRC细胞株转移潜能与MnSOD表达水平不对应。就LoVo、SW620、DLD-1、HCT15细胞株而言,MnSOD表达水平高的平均T1值缩短程度小、MnSOD表达水平低的平均T1值缩短程度大。