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背景及目的:恶性胶质细胞瘤是成年人中最常见、浸润性最强的一种原发性脑肿瘤,其侵袭性是造成手术后复发及放、化疗效果差的主要因素之一,导致患者死亡率居高不下,提高其早期诊断准确率及寻找新的治疗方案极为重要。研究表明胶质瘤血管形成是肿瘤生长、浸润及转移的基础,采用分子靶向抗血管生成治疗成为近期研究的热点并逐步从实验阶段过渡到临床。寻找靶向治疗所需的运送载体无疑具有很高的应用价值。内皮祖细胞(EPCs)是一种具有高度增殖潜能、并能分化为血管内皮细胞但尚未表达成熟血管内皮表型的前体细胞,在胶质瘤发生发展的过程中,能归巢整合至肿瘤血管区,参与血管生成,因此,EPCs有可能成为重要的影像诊断标记物和抗肿瘤生成治疗的新载体。本实验首先建立人脐带血内皮祖细胞(HUCB-EPCs)的体外培养体系,在此基础上用多聚左旋赖氨酸(PLL)介导超顺磁性氧化铁(SPIO)标记EPCs,经尾静脉移植入裸鼠脑胶质瘤模型后,利用1.5T磁共振进行活体示踪,探讨EPCs向胶质瘤趋化迁移的能力,分析EPCs与胶质瘤血管生成在时间空间上的关系,追踪EPCs在荷瘤裸鼠体内的分布与转归,为以EPCs作为运输载体的胶质瘤靶向治疗方案提供实验基础和理论依据。方法:(1)采用密度梯度离心联合贴壁培养法分离、培养人脐带血EPCs,在内皮系选择性培养基条件下诱导其向内皮细胞分化,利用流式分析、免疫荧光、体外血管生成等手段对其进行鉴定。(2)在体外条件下,利用PLL介导不同浓度的SPIO标记EPCs,观察不同浓度的SPIO标记率及其对EPCs活力的改变情况,测量并绘制细胞标记前后的生长曲线,以选取适当浓度进行标记。(3)建立裸鼠胶质瘤原位移植瘤(右侧大脑)模型,将SPIO标记的EPCs经裸鼠尾静脉移植,选取移植后第1、3、5、7天进行MR扫描,并在相应的时间点进行病理取材。利用1.5T磁共振及后期病理标本普鲁士蓝染色、CD34染色对照研究EPCs在裸鼠胶质瘤模型的时空分布情况。结果:(1)分离获得的EPCs具有干细胞集落形成能力,在内皮系选择性培养基条件下,培养20天后能够向成熟内皮细胞分化,表达内皮细胞系免疫表型。透射电镜发现培养细胞浆内有内皮细胞的特征性结构Weibel-Palade小体,细胞内存在较多线粒体、内质网等细胞器,提示细胞代谢旺盛。免疫荧光检测阳性表示其正逐渐向内皮细胞分化,成血管实验侧面证实了培养细胞具有内皮细胞的部分功能。(2)体外SPIO标记EPCs后经普鲁士蓝染色见胞浆内有蓝染颗粒,电镜下亦可见胞浆内大量高密度物质。随着SPIO浓度的提高,标记的效率也随之提高,但对细胞的毒性也越大。在SPIO浓度为25ug/ml和50ug/ml条件下,台盼蓝染色计数死细胞数约为9%～12%,与未标记细胞(约10%)相比无明显统计学差异。大于50ug/ml条件下(75ug/ml、100ug/ml、125ug/ml),台盼蓝计算死细胞的比例分别约为21%、33%和49%,明显高于未标记细胞(约10%)(P<0.05)。MTT生长曲线证实EPCs的增值活力在SPIO浓度小于50ug/ml条件下无明显改变,高于75ug/ml细胞增殖活力显著减低。(3)细胞移植后第1天在T2加权像上即可发现肿瘤内有低信号显示,随着时间的延长,低信号越明显,而在移植未标记细胞的对照组及实验组裸鼠的对侧正常脑组织则没有明显的信号变化。病理切片普鲁士蓝染色与MRI所示的低信号区相吻合,脑肿瘤内蓝染的EPCs显著高于对侧正常脑组织和其他器官(心脏、肝脏、脾脏、肾脏和肺脏),主要聚集于肿瘤区微血管丰富的部位。结论:(1)人脐带血来源丰富、取材方便,是获得EPCs的理想来源,分离出的EPCs在特定的培养条件下能定向向内皮细胞分化。(2)用一定浓度的SPIO-PLL复合物标记细胞效率高、毒性小,能用于MR进行活体示踪,是一种简便实用的细胞标记工具,其标记EPCs的最佳浓度在25～50ug/ml之间。(3)EPCs靶向归巢至胶质瘤区,可以作为分子靶向治疗的有效载体及早期诊断胶质瘤的影像标记物;1.5T MRI能够活体示踪磁性标记的EPCs在胶质瘤中的迁移、分布和转归,是监测移植细胞的有效方法。