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血管平滑肌细胞(Vascular smooth muscle cell，VSMC)来源于胚胎中胚层，是血管壁中膜层的重要组成成分，对血管张力、血流动力学等具有重要的调节作用。在血管内膜损伤、炎症因子刺激等因素作用下，VSMC去分化重新进入细胞循环，获得去分化表型，即合成型，伴随增殖、迁移、凋亡坏死等病理改变，最终导致动脉粥样硬化、血管再狭窄、主动脉夹层等血管性病变的发生。因此合成型VSMC是诊断及防治血管性疾病的研究重点。平滑肌胚胎型肌球蛋白重链(SMemb)、视黄醇结合蛋白-1(CRBP-1)、原肌球蛋白-4(TPM-4)等合成型标记蛋白的确定为合成型VSMC的鉴定及研究提供了更为精确的靶点。 分子影像学借助无创性的影像手段在活体内实时、重复的显示靶细胞及其分子变化的信息，并对其生物学行为进行定量和定性研究。随着血管性疾病的生物学发生机制以及防治方法研究的进展，分子影像学成为其早期诊断以及疗效评估的重要方法。研究主要聚焦于疾病形成的机制、体外活体特异性探测、预防治疗效果评价等，分子成像方式以核素、MRI两种分子成像技术为主。其中，MRI分子成像具有高空间分辨率、多序列成像等优点，能够在传统MRI技术的基础上，以特殊分子或细胞作为成像对象，把传统的物理成像转为特异性分子水平的分子成像，为VSMC的靶向性分子成像提供了广阔的应用空间。 超顺磁性氧化铁(SPIO)、超微超顺磁性氧化铁(USPIO)等对比剂标记细胞示踪技术在MRI分子成像研究中最为常见，但由于SPIO、USPIO等对比剂本身负电荷特性以及VSMC不具备主动吞噬USPIO功能等原因，使VSMC的MRI分子成像研究受到了一定的限制。本研究对颈动脉再狭窄模型MRI成像、再狭窄形成过程中合成型VSMC分布、高合成型VSMC体外分离及鉴定、靶向标记蛋白(TPM-4)表达变化等方面进行了系统研究，采用免疫分子成像技术构建TPM-4抗体靶向型MRI探针，探讨靶向合成型VSMC分子影像学研究的可行性，为血管性疾病的早期诊断以及疗效评估提供更为精确科学的参照。本文主要分为以下3部分内容: 第一部分:大鼠血管再狭窄形成中MRI成像及血管平滑肌细胞表型转化的实验研究 球囊损伤法建立SD大鼠再狭窄(RS)模型，于损伤后24h、1w、2w、4w、8w分别行7.0T MRI扫描(T1WI、T2WI、PDWI)，取损伤侧血管HE染色观测病理学变化，测量计算新生内膜面积(IA)、内膜增生指数(IHI)、管腔面积(LA)及狭窄率，并与MRI图像测量结果行相关性分析;免疫组织化学染色分别鉴定收缩型、合成型VSMC的分布(SMA、SMemb)，测定损伤后不同时间点(1w、2w、4w、8w) VSMC表型特异性蛋白表达量变化及增殖活性改变。本部分旨在通过建立SD大鼠颈动脉RS模型，采用7.0T MRI动态观测再狭窄形成过程，研究VSMC在再狭窄形成过程中的表型转化，并探讨靶向合成型VSMC分子成像研究的可行性。 第二部分:合成型血管平滑肌细胞分离、培养及鉴定的实验研究 采用改良Ⅱ型胶原酶消化法分离、体外培养SD大鼠胸主动脉VSMC，通过血小板衍生因子-BB(PDGF-BB)处理获取高合成型VSMC; MTT比色法及细胞划痕实验分别检测分析细胞增殖活性与迁移活性;流式细胞周期测定细胞周期分布;倒置显微镜、结晶紫染色观察形态学改变并定量分析;免疫细胞化学染色鉴定VSMC并测定分析收缩型标记蛋白α-平滑肌肌动蛋白(SMA)以及合成型标记蛋白SMemb、TPM-4表达量的变化。本部分旨在探讨以简便高效的方法获取VSMC，并分离、培养、鉴定处于高合成表型状态下VSMC，为血管性疾病的研究提供实验基础。 第三部分:抗体靶向型MRI探针的制备及血管平滑肌细胞体外成像的实验研究 体外分离培养合成型VSMC与内皮细胞并行细胞鉴定;免疫荧光双重染色验证合成型VSMC高表达TPM-4蛋白;应用化学交联法合成靶向TPM-4 MRI分子探针(TPM4-USPIO);采用普鲁士蓝染色分析探针特异靶向性，MTT比色法分析不同铁浓度条件下对细胞体外生物学活性的影响;通过7.0T MRI扫描仪检测探针磁学特性，并对不同探针组标记的合成型VSMC以及不同浓度梯度探针标记细胞行体外细胞T2WI成像分析。本部分旨在构建高效、靶向性探针，测定探针体外特异靶向高合成型VSMC MRI分子成像可行性，为血管性疾病在体靶向合成型VSMC的相关分子影像学研究提供了新的切入点。