研究背景：分子影像学作为一门新兴的交叉学科，近十年来在世界范围内得到了迅猛的发展。MRI由于具有空间、时间分辨率高，无电离辐射，能同时获得解剖及生理信息等优点，近年来成为分子影像学研究的热点。目前，已经开发的MR分子影像对比剂主要分为两大类：磁性对比剂和MR报告基因系统。酪氨酸酶-黑色素系统利用酪氨酸酶催化黑色素的合成，合成的黑色素与金属离子高效螯合，从而缩短金属离子的T1弛豫时间，造成MRI T1WI上呈特征性高信号。酪氨酸酶-黑色素报告基因系统在MR显像时无须特殊的标记，相对其它报告基因系统简单、易行。国内外对酪氨酸酶-黑色素系统作为MR报告基因的可行性进行了较多的研究，但是对于动态监测酪氨酸酶基因在细胞内的表达情况以及细胞内黑色素含量与MR影像关系的研究国内外文献较少。　　 研究目的:　　 1、探讨酪氨酸酶-黑色素系统作为MR报告基因的可行性。　　 2、在体外细胞内，初步探讨MRI对转染酪氨酸酶基因的HepG2细胞的动态监测作用，最佳显像时间及显像的持久性。　　 3、探讨转染细胞内黑色素含量与MR影像的关系。　　 材料和方法:　　 1、酪氨酸酶基因重组质粒的扩增、提取将pcDNA3.0-tyr重组质粒导入DH5α大肠杆菌内扩增，采用QIAGENplasmid midi kit提取、纯化重组质粒。　　 2、酪氨酸酶基因转染HepG2细胞每瓶细胞生长至106个时以PBS轻柔冲洗2次，再用10ml无血清高糖DMEM培养液换液。将30瓶细胞随机分为6组，每组5瓶，采用阳离子脂质体法，分别转染10μg空白质粒、1μg、2μg、5μg、10μg、20μg重组质粒。　　 3、MRI检查选取转染后3天、7天、14天、28天、56天5个时间点，每组细胞各收集106个，行MRI T1WI扫描，分别测量各组细胞团的信号强度，动态观察转染细胞的信号变化情况。　　 4、转染细胞内黑色素含量的测定与MR检查时间对应，分别取转染后3天、7天、14天、28天、56天5个时间点，采用分光光度法定量检测转染细胞内黑色素含量，评价细胞内黑色素含量的变化情况。　　 5、转染细胞内酪氨酸酶基因表达和黑色素合成的验证分别采用实时荧光定量RT-PCR检测转染细胞内酪氨酸酶(Tyr)mRNA的转录水平，Masson-Fontana浸银法及电镜检查验证转染细胞内黑色素的合成。　　 6、统计学分析各时间点各组细胞信号强度的比较采用方差分析和LSD-t检验，细胞内黑色素含量与T1WI信号强度的关联性分析采用Pearson积矩相关分析。统计学分析使用SPSS16.0软件包，p＜0.05认为差异有统计学意义。　　 结果:　　 1、转染细胞的MRI动态监测每个时间点6组细胞间比较：各时间点空白对照组细胞团均呈低信号。第3、7天实验组细胞团随转染重组质粒量的增多，T1WI信号强度逐渐增高(p＜0.05)；第14天2μg组与5μg组间T1WI信号强度差别均无统计学意义(P=0.748)，其它每两组间均有统计学差异(p＜0.05)；第28天空白对照组与各实验组间T1WI信号强度差异有统计学意义(p＜0.05)，而各实验组间均无统计学差异(p＞0.05)；第56天6组细胞间T1WI信号强度无统计学差异(p＞0.05)。每组细胞不同时间点变化趋势：空白对照组T1WI信号强度变化趋势基本呈一条水平线。1μg组、2μg组、5μg组、10μg组于第14天T1WI信号强度达最高，第56天达最低。20μg组于第7天T1WI信号强度达最高，第56天达最低。　　 2、转染细胞内黑色素含量的定量检测转染后各组细胞黑色素含量随时间变化趋势：基本与T1WI信号强度相对应。空白对照组细胞黑色素含量随时间变化趋势基本呈一条水平线。1μg组、5μg组、20μg组于第7天黑色素含量最高；2μg组、10μg组于第14天黑色素含量最高；第56天各实验组细胞黑色素含量最低，与空白对照组无明显差异(p＞0.05)。转染细胞内黑色素含量与T1WI信号强度呈显著正相关，Pearson相关系数r=0.946(p＜0.05)。　　 3、酪氨酸酶基因表达和黑色素合成的验证实时荧光定量RT-PCR：各实验组细胞中酪氨酸酶(Tyr)mRNA表达量相对空白对照组显著增高。Masson-Fontana浸银法：实验组细胞内见大量金属银颗粒沉着，空白对照细胞缺乏上述黑褐色金属银颗粒的沉着。电镜检查：实验组细胞胞浆中见到合成的黑色素小体。　　 结论:　　 1、酪氨酸酶-黑色素系统可以作为MR报告基因反映体外细胞的基因转染情况。　　 2、MRI可动态监测转染酪氨酸酶基因的HepG2细胞，最佳显像时间为转染后第14天，显像持续时间不超过56天。3、转染细胞内黑色素含量与T1WI信号强度具有显著的相关性。