如何追踪进入活组织的干细胞（三）

生物通报道：干细胞能用于传递靶向肿瘤的药物，修复受损大脑，甚至修复破损的心脏（仅文献而言），但是首先，科学家们需要将这些细胞送抵所需的地方，并确保它们能存活下来，完成任务。

要达到这个目的，我们需要能观察到，干细胞到达活体能呼吸的动物中的情况，当然科学家们也可以进行组织切片，通过组织学寻找细胞，但是这只能获得最终状态的图像。

目前研究人员已经利用先进的成像技术追踪进入动物组织的干细胞，甚至是进入患者体内的干细胞的足迹，其中一些方法依赖于干细胞上的固定标记，还有一些则是遗传标记，能检测细胞是否保持活性，生成蛋白。每一种方法都有其优点和缺点，这主要取决于研究课题，有时还可以结合几种方法，以下是推荐的四种方法，您可以根据其优缺点，选择适合自己的方法。

放射性核素成像（Radionuclide imaging）：正电子断层扫描仪

Cedars-Sinai心脏研究院的Eduardo Marbán是著名的心脏学家，其研究组的一个研究方向是利用干细胞修复心脏病发作引起的肌肉损伤，研究人员希望干细胞能帮助心脏伤疤组织重新变回健康肌肉。

但是不幸的是，针对心脏器官的干细胞治疗很棘手，因为一旦注射了干细胞，心脏就会把这些细胞重新泵出来。在一个小时内，只有10%的干细胞留在心脏中，而三个星期后，又只剩下1%的细胞。

为了克服这种情况，研究人员进行了系列实验，首先他们将健康大鼠中的心脏干细胞与放射性示踪剂18FDG一起温育——示踪剂18FDG带有放射性氟，用于标记这些移植干细胞。然后将这项健康大鼠中的心脏干细胞移植入，那些手术使之心脏受损的大鼠心脏中。

之后利用PET（positron emission tomography，正电子断层扫描仪），研究人员就能够追踪这项细胞的足迹了。并且研究人员还利用药物减缓了心脏的跳动，从而在一个小时之后，移植细胞大约还能保留20%-75%。

PET是一种无创诊断技术，它根据人体的辐射产生生理图像，常用于肿瘤、心脏和神经等疾病的诊断与分期、疗效评价等方面，是融机体功能代谢影像和解剖结构影像技术为一体的大型医用设备。

应用在追踪干细胞方面，成像的方法分辨率是1-10mm。相比较于其它破坏性方法，PET是唯一可靠的定量方法，这主要是由于示踪剂的半衰期是知道的。另外这种方法的优点还在于背景噪音小。

缺点其一是受限于示踪剂的半衰期，比如来自氟18的信号，只能持续6-8个小时。第二，这种方法并不能显示细胞是否存活——示踪剂可以在细胞外显示，也可以在吞噬了干细胞的巨噬细胞中显示。最后这种方法需要用到放射性元素，这对于细胞，动物和研究人员都会造成伤害。

除此之外，还可以将PET与遗传标记结合起来。PET方法和MRI方法都只是追踪到了标记，来自德国汉诺威医学院（Hannover Medical School）的Frank Bengel研究组为了改变这种情况，以及延长PET示踪剂的示踪时间，尝试发展了一种遗传报告基因。这样就能确保只有活细胞才能显示，具体内容可以参考文献。

仪器方面，生产正电子断层扫描仪的公司主要有飞利浦医疗系统，通用电气医疗集团，以及西门子公司，价格从100万美元，到150万美元（飞利浦医疗系统，价格为美国本地价格）不等。试剂方面，来自Cedars-Sinai的18FDG大约200-250美元（价格为美国本地价格）。

（生物通：万纹）