第一部分骨髓间充质干细胞的培养、纯化及扩增目的：本部分建立分离、纯化、培养、鉴定、扩增骨髓间充质干细胞（BMSCs）的方法。为以后的实验做好准备。方法：利用贴壁筛选的方法从Wistar大鼠骨髓中分离培养BMSCs并分析其基本的生物学特性。分析其形态特征和增殖特点。使用流式细胞仪验证细胞表型CD34、CD45、CD29、CD44特异性分子的表达以及向脂肪细胞、骨细胞分化的潜能。结果：原代BMSCs呈纺锤样，主要以集落生长为主。传至3代，细胞的均质性明显提高。流式分析MSC不表达CD34和CD45，高度表达CD29、CD44。阴性对照组IgG2a-FITC和IgG1-PE均取得相应的阴性实验结果。结论：我们成功地分离、培养及扩增了大鼠BMSCs，并对其进行了鉴定，达到了实验目的，为下一步的研究奠定了基础。第二部分超顺磁性氧化铁微粒标记大鼠骨髓间充质干细胞的实验研究目的：探讨不同浓度超微超顺磁性氧化铁微粒（USPIO）与多聚左旋赖氨酸（PLL）标记大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)的磁标记效率及对细胞生长活力的影响，寻找最佳配比浓度。方法：本实验设立7个研究组。空白对照组的检测管仅含有未标记的BMSCs（A组）。按照PLL的有无及PLL浓度梯度（终浓度为0.25、0.5、0.75及1.0μg/ml）分为5个实验组（B-F组）；其中每个实验组再根据不同浓度Fe离子分为1-4个实验管（USPIO的终浓度分别为25、50、100、150μg/ml）。USPIO与PLL混合制备USPIO-PLL复合物。将不同浓度的USPIO-PLL复合物与培养基混，加入BMSCs孵育过夜。对照组A及实验组B-F组细胞标记后36h，取标记细胞数1×10~5个，重悬于0.5ml Ependoff管中。将24支实验管放入一内含琼脂糖凝胶的塑料模型中，采用1.5T MRI扫描。扫描序列包括T1WI、T2WI和SWI。测定各序列信号强度，并使用方差分析做统计学分析。细胞活力的测定采用台盼蓝排除试验。细胞生长的观察采用MTT法。使用电镜观察标记后的BMSC及细胞内的SPIO微粒。使用火焰法测量细胞内铁的含量，判断铁含量与MR信号的关系。结果：镜下观察B-F组标记细胞仍保持干细胞原有形态，胞质内均可见普鲁士蓝染色颗粒。随标记浓度的增加和PLL的使用，细胞内蓝染颗粒增多。电镜下观察SPIO-PLL混合物标记后的干细胞其内的铁离子聚集成团，粒径多在10~20nm之间。而仅有SPIO标记的干细胞其内铁离子数量较少，分布稀疏，很多铁离子没有集聚呈团。A-F组台盼蓝染色细胞活力分别为99.20%±1.11、97.41%±3.42、96.32%±3.67、97.24%±4.34%、95.43%±3.33和93.43%±5.33。显示90%以上的细胞均拒染台盼蓝，可见经铁离子标记后的BMSCs保持较好的细胞活性。细胞浆内的铁离子对细胞的影响较小。根据各组细胞的生长曲线判断单纯使用铁离子浓度达到200μg/ml时对细胞的生长有抑制作用；使用1.0μg/mlPLL同样会对细胞的生长产生一定的抑制作用。火焰法测得单独SPIO标记细胞与SPIO+PLL标记细胞细胞相比有显著差异（P＜0.05），标记后培基内铁离子的剩余量有显著差异。T1WI、T2WI及SWI各序列扫描提示各组间均有显著性差异（P值均＜0.05）； T2WI及SWI序列图像B组至F组信号强度逐级下降，反映出铁离子的变化情况。结论：不超过160μg/ml为SPIO安全有效的标记浓度，PLL的用量应小于1.0μg/ml。根据本实验的结果我们认为SPIO使用100μg/ml，PLL选取0.75μg/ml标记细胞即对细胞活性和生长无不利影响，且标记细胞的信号强度较强。第三部分不同MR扫描序列检测SPIO敏感性的实验研究目的：比较在两种1.5T MR机不同的扫描序列对于磁标记BMSCs检测的敏感性。方法：使用一个20cm~*15cm~*12cm的塑料模型。体模模型内充满2%琼脂糖胶。实验使用8支EP管，其内分别含有单纯PBS溶液、10、20、30、40、50、60、70μg/ml的SPIO混悬液（A-I组，A组为对照组）。采用Siemens及GE1.5T两种MR仪，扫描序列包括T1WI、T2WI、T2~*、HASTE、SWI、ESWAN和R2~*。MR信号值组间比较采用方差分析。结果：各扫描序列对不同浓度SPIO均有信号强度的差异（P＜0.05）。综合两种机器的各扫描序列信号值的变化及统计分析的结果，SPIO扫描的最佳序列为Siemens MR机的SWI序列和GE MR机的R2~*序列。Siemens的T2~*序列及GE的ESWAN序列也能在一定程度上反映铁浓度变化趋势，但是对照组PBS在如上两个序列中信号较低，导致其鉴别有无铁能力的不确定性。T2WI序列也能在一定程度上反映铁浓度变化趋势，统计结果显示对于高浓度铁的分辨能力有限。T1WI序列的信号变化没有能反映铁浓度的变化。结论：由于SPIO的增强效果持续时间长，扫描采集的时间段较为充足，所以更适于应用具有良好信噪比的、非屏气扫描的序列。SPIO扫描的最佳序列为Siemens MR机的SWI序列和GE MR机的R2~*序列。Siemens的T2~*序列及GE的ESWAN序列也能在一定程度上反映铁浓度变化趋势。第四部分大鼠肝癌模型的建立及MR成像的初步研究目的：探讨Wistar大鼠移植性肝癌模型的制作方法。方法：将大鼠CBRH7919瘤株复苏、培养、扩增、传代三次，第三代瘤细胞用做接种细胞株。将瘤株浓缩成稀糊状悬液备用。将瘤细胞浓缩液（浓度约5×107/ml）0.5ml移植接种于20只Wistar大鼠肝脏内；选取每只大鼠的肝脏两个部位分别移植一次。术前1周、术后连续2周内给每只大鼠肌注地塞米松2.0mg/天。术后2周用核磁共振（MRI）检查肿瘤生长情况，筛选建模成功的大鼠，并从中随机抽取5只大鼠，处死后取出肝脏内肿瘤进行病理学检查。结果：20只大鼠中有15只大鼠共长出23个肿瘤样结节，建模成功率为75%（15/20）。肿瘤大小为5~16mm。病理类型均为肝细胞性肝癌。结论：通过本研究我们认为建立Wistar大鼠移植性肝癌模型的方法简单、安全,易于复制,移植成功率高,且适合影像学诊断及介入治疗等方面的实验研究。第五部分磁标记BMSCs移植后对肝癌趋化作用的实验研究目的：以大鼠肝癌的动物模型为基础，从活体上无创地对移植骨髓间充质干细胞（BMSC）进行可持续性的、可视的定位和定量分析。观察肝癌组织与BMSCs之间的相互作用和影响。方法：移植前应用超微氧化铁颗粒进行标记。标记方法同第三部分。肝癌模型大鼠随机分为2组，Ⅰ组为磁标记BMSCs注射组，经脾注入磁标记细胞1×107/0.5ml/只（9只大鼠）；Ⅱ组为单纯SPIO注射组，经脾注入35μg/0.5ml/只（6只大鼠）。实验动物分别于术前1小时、术后1h、3h、6h、12h、24h、48h、1周、2周、4周行MR扫描。MR扫描序列包括T1WI、T2WI、T2~*及SWI。实验组大鼠磁标记前后肝组织和移植癌信号强度的比较及不同序列肝移植癌CNR的多时间点比较使用方差分析。结果：对照组大鼠经脾内注射SPIO后，大鼠肝脏在注药后1小时扫描MR信号下降最明显。T1WI信号值下降18.12%，T2WI信号值下降55.4%，SWI信号值下降71.55%，T2~*信号值下降60.99%。至注射后第二周肝脏信号值基本回复正常。实验组在注射磁标记干细胞6小时后肝实质及癌灶信号降低最显著。肝脏T2WI信号值下降16.44%，SWI信号值下降38.84%，T2~*信号值下降12.97%。肝癌T2WI信号值下降18.65%，SWI信号值下降26.76%，T2~*信号值下降34.51%。注射干细胞后1周，肝组织信号值基本恢复至注射前水平。癌灶在注射后两周内维持轻度信号降低，四周后扫描肿瘤信号基本恢复至注射前水平。实验组注射前后肝癌的对比噪声比有显著性差异(P＜0.05)。结论：MR示踪经脾脏移植干细胞方法可行。MR成像具有良好信噪比，图像清晰，组织分辨率好。本研究MR扫描及病理组织学均证实了肝癌对BMSC的趋化作用，BMSC可以被动向肝癌病变迁移，并进入癌组织内。