【摘要】 本研究采用DIR荧光标记技术，通过小动物活体成像系统揭示UC-MSCs在树鼩代谢综合征模型中的定向迁移规律，发现静脉移植干细胞在肝脏呈现显著趋化特性，为干细胞治疗机制研究提供可视化技术方案。

研究摘要

本研究通过深红色荧光染料DIR标记树鼩脐带间充质干细胞（UC-MSCs），结合小动物活体成像系统，首次实现移植细胞在代谢综合征模型中的动态追踪。实验证实静脉移植细胞在肝脏呈现显著趋化性，为干细胞治疗机制研究提供可视化技术支撑。

 

核心研究内容

一、DIR荧光标记技术原理及优势

1.​标记机理

DIR染料通过脂膜渗透与细胞质稳定结合，发射630nm深红色荧光（图1A），未标记组无干扰信号（图1B）

2.​技术特性

  • 超低细胞毒性（存活率＞95%）
  • 72小时持续信号追踪能力
  • 兼容多器官同步成像

图1A alt: DIR标记UC-MSCs深红色荧光显影效果（40倍显微成像）；图1B alt: 对照组细胞无荧光信号对比图

图1 UC-MSCs的DiR标记

 

二、实验设计与活体成像观察

1.模型构建

  • 树鼩代谢综合征模型（高脂饮食+链脲佐菌素诱导）
  • 分设治疗组（n=15）与模型组（n=15）

2.移植方案

  • 治疗组尾静脉注射5×10^6 DIR-UC-MSCs
  • 72小时后解剖取肝脏、胰腺、肾脏

3.成像发现​（图2A-B）

  • 肝脏荧光覆盖率最高（62.3±5.8%）
  • 肾脏皮质区点状分布（18.7±3.2%）
  • 胰腺信号强度最弱（9.1±1.5%）

图2A: 治疗组肝脏大面积荧光聚集特征 图2B: 多器官荧光信号强度对比热力图 图2C: 模型组器官无荧光信号阴性对照

图2 各组树鼩UC-MSCs的DIR染色

 

三、UC-MSCs临床应用优势

1.​细胞特性

  • 增殖速率较BMSCs提升40%（第5代PDT 22h）
  • HLA-II类抗原表达量低于检测限
  • 三系分化成功率＞83%

2.​应用前景

  • 代谢综合征（肝脏糖脂代谢调控）
  • 心肌修复（旁分泌VEGF、IGF-1）
  • 骨关节再生（COL2A1、SOX9高表达）

 

技术突破与行业价值

1.​方法创新

建立首个树鼩干细胞示踪技术体系，填补非人灵长类前哨模型研究空白

2.转化意义

为临床干细胞治疗提供：

  • 最佳移植途径选择依据（静脉＞局部注射）
  • 靶器官归巢效率量化标准
  • 治疗时间窗决策支持

 

参考文献：[1] Ruan Guang-ping, Yao Xiang, Wang Kai, He Jie, Pang Rong-qing, Zhu Xiang-qing, Pan Xing-hua (2022). Tree Shrew Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells Labeled with the Dark Red Fluorescent Dye DIR and Small Animal Live Imager Observation . Indian Journal of Animal Research. 56(3): 305-308. doi: 10.18805/IJAR.BF-1426

 

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