荧光磁性纳米粒子标记骨髓间充质干细胞靶向胃癌的研究

论文摘要

目的:(l)建立一种高效、简便的分离纯化骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)的方法;(2)明确荧光磁性纳米粒子(fluorescent magnetic nanoparticles,FMNPs)标记骨髓间充质干细胞的适当浓度;(3)检验FMNPs体外标记BMSCs的效果;(4)探讨BMSCs靶向胃癌的迁移的能力。方法:(1)利用贴壁培养法分离、纯化大鼠的骨髓间充质干细胞,流式细胞仪检测骨髓间充质干细胞CD29、CD90和CD45的表达情况,分别用成骨细胞和脂肪细胞诱导剂诱导干细胞检测骨髓间充质干细胞的分化能力;(2)体外用不同浓度的FMNPs标记BMSCs,观察不同浓度的FMNPs对细胞活力的影响,进而选取最佳标记的FMNPs浓度量;利用普鲁士蓝染色,激光共聚焦显微镜,核磁共振成像仪观察荧光磁性纳米粒子标记的干细胞体外成像效果;(3)建立裸鼠的胃癌模型,应用小动物分子影像系统和核磁共振成像仪验证静脉注射被标记的BMSCs靶向胃癌的能力。结果:(1)利用贴壁培养法分离、纯化大鼠的骨髓间充质干细胞,流式细胞仪检测第三代BMSCs的CD29,CD90和CD45的阳性表达率分别为84.69%,90.28%,0.72%,碱性磷酸酶染色和油红O染色结果均表明骨髓间充质干细胞成功分化为成骨细胞和脂肪细胞;(2)荧光磁性纳米粒子与骨髓间充质干细胞共同培养,不同时间点检测干细胞存活率,进而选取荧光磁性纳米粒子的最佳标记浓度为50?g/mL。普鲁士蓝染色,激光共聚焦成像和核磁共振成像表明荧光磁性纳米粒子体外成功标记骨髓间充质干细胞并且不影响细胞活性;(3)建立裸鼠的胃癌模型,胃癌细胞MGC803皮下注射入裸鼠体内,四周后筛选成瘤效果好的裸鼠胃癌模型,并将标记后的干细胞尾静脉注射入裸鼠体内,14天后用小动物分子成像系统观察到BMSCs迁移靶向到胃癌部位。随后,处死裸鼠,取出心、肺、肝、脾、肾和肿瘤块进行器官离体荧光成像,结果显示被标记组分的肿瘤呈现出显著的荧光信号,除了肝(具有代谢异物的能力),其他脏器如心、脾、肺、肾都没有荧光信号。对另一组FMNPs标记的BMSCs移植后的胃癌裸鼠模型进行MRI扫描,在肿瘤部位3.0 T的磁场强度下有清晰的磁共振信号。结论:(l)贴壁筛选法操作简单,筛选出的细胞易于成活,是一种简便有效的方法;(2)适当浓度FMNPs能够高效标记BMSCs; (3) BMSCs具有高度特异性地靶向胃癌的能力。意义:本实验证明BMSCs具有靶向迁移到胃癌的能力。此外,BMSCs具有取材便捷、体外扩增能力强、基因转染效率高、转染后稳定表达、可自体回输从而避免了免疫排斥反应等特点,被认为是基因工程的理想种子细胞,这为以BMSCs为载体的胃癌靶向基因治疗提供了理论依据。然而,目前关于BMSCs向胃癌细胞靶向迁移的分子机制尚未明确,有待于深入研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 间充质干细胞概述
• 1.1.1 间充质干细胞概念
• 1.1.2 间充质干细胞组织来源
• 1.1.3 间充质干细胞的分化潜能
• 1.1.4 间充质干细胞的表面标记物
• 1.1.5 骨髓间充质干细胞生物学功能
• 1.2 骨髓间充质干细胞和肿瘤
• 1.2.1 骨髓间充质干细胞对肿瘤的趋向性
• 1.2.2 骨髓间充质干细胞和抗肿瘤治疗
• 1.3 纳米材料
• 1.3.1 磁性纳米粒子的性质
• 1.3.2 磁性纳米粒子在核磁共振中的应用
• 1.3.3 磁性纳米粒子在肿瘤治疗中的应用
• 1.3.4.量子点及其光谱性质
• 1.3.5 量子点在细胞荧光成像领域的应用
• 1.3.6 量子点在活体成像领域的应用
• 参考文献
• 第二章 骨髓间充质干细胞的分离、纯化与鉴定
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 实验材料与仪器
• 2.2.2 BMSCs 分离与培养
• 2.2.3 BMSCs 表面标记分子的检测
• 2.2.4 BMSCs 多向诱导分化
• 2.3 实验结果
• 2.3.1 细胞形态
• 2.3.2 BMSCs 表面标记物免疫细胞化学染色鉴定
• 2.3.3 BMSCs 表面标记物流式细胞仪鉴定
• 2.3.4 BMSCs 多向分化潜能鉴定
• 2.4 讨论
• 2.5 本章小结
• 参考文献
• 第三章 荧光磁性纳米粒子体外标记骨髓间充质干细胞
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试验材料与仪器
• 3.2.2 FMNPs 对BMSCs 的毒性试验
• 3.2.3 FMNPs 体外标记BMSCs
• 3.3 实验结果
• 3.3.1 FMNPs 结构表征
• 3.3.2 FMNPs 安全性评价结果
• 3.3.3 FMNPs 体外标记BMSCs 成像效果
• 3.4 讨论
• 3.5 本章小结
• 参考文献
• 第四章 骨髓间充质干细胞靶向胃癌的研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试验材料与仪器
• 4.2.2 裸鼠皮下胃癌模型的建立
• 4.2.3 FMNPs 标记的BMSCs 体内靶向胃癌
• 4.2.4 肿瘤组织免疫组化
• 4.3 实验结果
• 4.3.1 体内观测FMNPs 标记BMSCs 靶向胃癌
• 4.3.2 肿瘤组织免疫组化结果
• 4.4 讨论
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 第五章 全文总结与展望
• 5.1 本论文工作内容总结
• 5.2 本论文的创新点
• 5.3 工作展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表或投寄的论文