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目的: 用同时携带铁蛋白重链基因(FTH)及绿色荧光蛋白基因(GFP)的腺病毒(Ad)双表达载体转染骨髓间充质干细胞(BMSCs),以铁蛋白为报告基因,用7T小动物磁共振仪体外监测转染后干细胞信号变化,同时结合铁蛋白浓度动态变化,了解MRI弛豫率与铁蛋白表达的关系,探讨腺病毒质粒转染铁蛋白作为内源性示踪剂的可行性。 方法: 构建及鉴定携带铁蛋白重链基因(FTH)及绿色荧光蛋白基因(GFP)的腺病毒(Ad)质粒,全骨髓贴壁培养法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞;用Ad-FTH-GFP及Ad-GFP分别感染BMSCs,采用抗铁蛋白重链基因多克隆抗体及荧光显微镜观察细胞FTH及GFP表达情况,分别于转染前后行MTT实验及成脂肪细胞诱导分化,检测转染对细胞增殖能力及分化能力的影响;以BMSCs-GFP-Fth为转染组,BMSCs-GFP为对照组,应用7.0T磁共振分别于转染后第1w、2w、3w、4w进行T2Mapping序列扫描,测量相应R2值,每一数据采用三次重复测量的平均值,比较两组细胞信号差异,统计方法采用配对t检验,对比不同时间点两组细胞信号动态变化,同时用ELISA法动态监测转染后1-4w骨髓间充质干细胞的铁蛋白浓度,分析细胞铁蛋白表达与磁共振信号的关系。 结果: 成功构建及鉴定Ad-FTH-GFP,全骨髓贴壁法培养的BMSCs生长良好并成功转染入目的基因,抗铁蛋白重链基因多克隆抗体检测及荧光显微镜证实重链铁蛋白(FTH)及荧光蛋白正常表达,MTT结果表明转染后1-3d,转染组与正常组增殖能力无明显区别,4-7d转染组增殖能力较对照组降低,转染前后均能成功分化成脂肪细胞;MRI扫描显示转染组弛豫率均较对照组高(P<0.05),随时间推移弛豫率改变程度逐渐减小,4w时仍能在磁共振下显示可区分的低信号,ELISA法结果显示转染后1w、2w、3w、4w时铁蛋白表达量逐渐减少(7.45ng/ml、3.83ng/ml、3.33ng/ml、2.42ng/ml)与MRI检测结果一致。 结论: 成功构建铁蛋白重链质粒并在骨髓间充质干细胞内正常表达,腺病毒质粒转染铁蛋白后未影响干细胞分化的生物活性;MRI可以检测到转染铁蛋白后细胞信号改变,铁蛋白表达水平与磁共振R幅度呈正相关。应用MRI有望对其进行体外示踪和监测。