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浙江大学学报(医学版)  2010, Vol. 39 Issue (2): 118-124    DOI: 10.3785/j.issn.1008-9292.2010.02.002
专题报道     
超顺磁性氧化铁对血管内皮细胞的生物学影响及其磁共振成像效应
谭延斌1,武新英1,张景峰2,张敏鸣1
1浙江大学医学院附属第二医院放射科,浙江 杭州 310009;2浙江大学医学院附属第一医院放射科,浙江 杭州 310003
Magnetic resonance signal detection of superparamagnetic iron oxide nanoparticles and its biological effects on endothelial cells
 全文: PDF(623 KB)   HTML (
摘要:

目的:研究磁共振对比剂超顺磁性氧化铁(SPIO)对血管内皮细胞生物学影响及磁共振成像的可能性,为SPIO对血管内皮细胞靶向性成像提供依据.方法:采用经典共沉淀法,合成柠檬酸包被的SPIO.实验组为浓度分别为0.01、0.05、0.10、0.15 mg/ml的SPIO,共同孵育人脐静脉血管内皮细胞,对照组为细胞在不含SPIO的培养液中孵育.采用普鲁士蓝染色,评价血管内皮细胞对SPIO的摄取情况.采用Calcein-AM法检测细胞活性的变化.通过免疫荧光染色对血管内皮细胞的肌动蛋白、微管蛋白进行荧光染色,评价血管内皮细胞骨架的变化.采用免疫荧光染色的方法,对局部粘着斑蛋白激酶(FAK)进行荧光染色,评价细胞迁移、粘附能力的变化.通过透射电镜观察SPIO在细胞内的分布及细胞内细胞器的变化.采用原子吸收分光光度计检测细胞内SPIO的含量.通过Philips 3.0T 磁共振,对细胞琼脂凝胶细胞悬液进行磁共振扫描,了解磁共振扫描时信号的变化.结果:血管内皮细胞按浓度依赖式摄取SPIO.与对照组相比随SPIO孵育浓度的增加,SPIO对细胞的活性的毒性增加.与对照组相比细胞的肌动蛋白、微管蛋白纤维紊乱,FAK颗粒变粗,分布稀疏.SPIO主要位于胞质的溶酶体内,随孵育浓度的增加,溶酶体的数量增多,并出现大小不一空泡样结构.当SPIO浓度为0.15 mg/ml时,细胞内铁含量为(55.86±9.935)pg.磁共振扫描图像显示与SPIO共同孵育的细胞,信号出现明显的降低.结论:摄取SPIO的血管内皮细胞可以被MR检测到,但SPIO对血管内皮细胞的活性、骨架、粘附、迁移造成了一定影响,而这些影响与SPIO浓度有明显的依赖性.

关键词: 磁共振成像/方法内皮,血管/细胞学脐静脉/细胞学细胞,培养的染色与标记显微镜检查,电子,扫描透射超顺磁性氧化铁体外试验荧光染色    
Abstract:

Objective: To investigate the magnetic resonance (MR) signal changes of superparamagnetic iron oxide (SPIO) and its biological effects on endothelial cells. Methods: The citric-acid coated SPIO was synthesized by co-precipitation method.The human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) were incubated with SPIO for 24 h in culture medium at iron concentration of 0.01,0.05,0.10,0.15 mg/ml (experimental groups),and the cells incubated without SPIO served as control groups.The uptake efficiency of intracellular iron was measured by Prussian blue staining,and the cell viability was monitored by Calcein-AM method.The cell cytoskeleton (F-actin and tubulin),adherence and migration capacity were measured by immunofluorescence staining.The iron oxide nanoparticles distribution and the cellular organelle change were monitored by transmission electron microscopy (TEM).Quantification of particle uptake was measured by atomic absorption spectrometry.The MR signal of endothelial cells after labeling was monitored by Philips 3.0 T MR scanner. Results: SPIO was uptaken by HUVECs in a concentration-dependence manner.Compared with the control group,cell viability was decreased along with the increase of iron concentration.Compared with the control group,the cell cytoskeleton was markedly disorganized and the FAK spot was bigger and sparser.The nanoparticles were mainly existed in lysosomes,and the higher concentration of SPIO,the more lysosomes and vacuoles presented in the cells.The iron content per cell was (55.86±9.935)pg when the SPIO concentration was 0.15 mg/ml.The MR image showed that the cells labeled with SPIO resulted in the decrease of MR signal. Conclusion: The cells labeled with SPIO can be detected by MR.The cell viability,cytoskeleton,adherence and migration capacity of HUVECs are affected by citric-acid coated SPIO in a concentration-dependent manner.

Key words: Magnetic resonance imaging/methods    Endothelium,vascular/cytol    Umbilical veins/cytol    Cells,cultured    Staining and labeling    Microscopy,electron,scanning transmission    Superparamagnetic iron oxide    In vitro test    Fluorescence
出版日期: 2010-03-25
基金资助:

国家高技术研究发展计划(863计划)(2006AA02Z485);浙江省科技厅重大与高发疾病防治技术专项基金(2008C13027-2);国家自然科学基金(J20060714);浙江省医药卫生优秀青年科技人才专项基金计划项目(2009QN009)

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谭延斌
武新英
张景峰
张敏鸣

引用本文:

谭延斌,武新英,张景峰,张敏鸣. 超顺磁性氧化铁对血管内皮细胞的生物学影响及其磁共振成像效应[J]. 浙江大学学报(医学版), 2010, 39(2): 118-124.

链接本文:

https://www.zjujournals.com/med/CN/Y2010/V39/I2/118

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