三维磁场定向结合磁性量子点标记ADSC成肌诱导治疗压力性尿失禁的实验研究

Stress urinary incontinence (SUI) is a common urological disease. The traditional operation may accompany with several severe complications, such as infection, localized necrosis. And the mechanism of urethral sphincter insufficiency cannot be improved, essentially. Recently, the cellular therapy has become an important strategy in clinic. One of the key point in the therapy is to ensure the induced cells well distributing around the urethral sphincter after cellular implantation. In this study, we will induce the autologous rat adipose derived stem cells into myoblast andincubated with magnetic quantum dots in vivo. After injecting those cells into the rat urethral sphincter,a 3D magnetic fieldwill be used as a navagation in order to guide those cells to grow in the target region, accurately. The urodynamic and histological examination will be used for evaluating the outcome of this therapy. Meanwhile, MRI and fluorescenceimaging in living body will be applied to realize the visualization of seed cells marked by magnetic quantum dots and analyze the fate of those cells in vivo.In conclusion,we aim to investigate the value of myoblast induced from ADSC under affection of 3D magnetic field in the treatmentof SUI.If this technique can be applied in the clinic, the methods of SUI treatment can be enriched.

压力性尿失禁（SUI），是一种常见的泌尿系统疾病，常用的外科修复手术容易引发感染和局部坏死等并发症，且不能从根本上改变尿道括约肌功能减退的本质，而组织工程细胞植入将成为新的治疗手段，但如何使细胞在植入尿道括约肌周围后能定向生长，使之能够形成更为均匀的分布，已成为该研究的另一焦点，本研究以大鼠自体脂肪干细胞（ADSC）诱导的成肌细胞作为种子细胞，并采用磁性量子点进行孵化，将其回植注射入大鼠体内后，通过外界三维磁场进行定向导航，以引导其在精确位置进行修复重建，从而治疗SUI；通过尿动力学测定、尿道括约肌局部组织形态学检测，分析判断治疗效果；应用 MRI及活体荧光成像方法，实现磁性量子点标记的种子细胞的活体可视化研究，分析其在体内的转归情况，探索三维磁场作用下脂肪干细胞诱导的成肌细胞在SUI治疗中的应用价值，并最终将该项技术运用于临床治疗，丰富尿失禁的治疗手段。

细胞注射治疗压力性尿失禁是一种很有前景的方法，然而直接注射分离的细胞悬液，在注射部位细胞的停留率往往较低，限制了其治疗的效果。磁性引导下细胞注射可增加注射部位细胞停留率。在本研究中，我们在施加磁场的前提下注射细胞治疗大鼠的压力性尿失禁，进一步评估了磁性引导下细胞注射治疗的效果。首先我们制备具有良好磁响应性，粒径45nm左右的超顺磁性氧化铁（SPIO）纳米颗粒。体外用5-氮胞苷将脂肪干细胞诱导为成肌细胞，分别检测SPIO对成肌细胞标记效率和细胞毒性，筛选最佳SPIO标记浓度。在体外施加磁场过程中，观察SPIO标记细胞的磁响应性。在压力性尿失禁大鼠模型的治疗过程中，我们将磁化细胞注射于尿道周围肌肉，同时在注射部位予以施加磁场，术后通过组织学和尿流动力学分析评估尿道括约肌的结构和功能。研究结果表明，利用较低浓度的SPIO能有效标记细胞，并且对细胞活性和增殖无明显影响。磁场对SPIO标记细胞可产生磁吸引力，表现为磁化细胞在磁铁边缘明显聚集及多层堆积。磁共振显影良好，在T2加权像下体外呈现低信号环，体内呈现注射部位低信号。组织学上显示磁性引导细胞注射可增加细胞在尿道括约肌的细胞停留率，并且这种增加的细胞植入对尿道括约肌功能有明显的改善，因此，我们的研究首次证实，磁性引导细胞注射可改善移植细胞停留率，进而有效的恢复尿道括约肌的结构与功能，为临床上压力性尿失禁的治疗提供新的方法。