磁共振掃描評價(jià)米諾環(huán)素對大鼠局灶性腦缺血損傷的保護(hù)作用

熊建忠 陸兵勛

(南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，廣東 廣州 510515)

近年來神經(jīng)保護(hù)藥物在腦缺血中的應(yīng)用已成為臨床關(guān)注的熱點(diǎn)。隨著功能磁共振技術(shù)的發(fā)展，使得在體動(dòng)態(tài)觀測神經(jīng)保護(hù)藥的療效成為可能。本研究將通過核磁共振功能成像技術(shù)，研究米諾環(huán)素(MC)對腦缺血再灌注后缺血體積、腦水腫及血腦屏障的影響，為MC治療缺血性腦血管病提供相關(guān)影像學(xué)資料。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物分組 選擇健康成年雄性SD大鼠30只(中南大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室提供)，平均體重 (250～300)g，隨機(jī)分為5組 ，每組6只，即假手術(shù)組(術(shù)后30min腹腔注射MC45mg/kg)，生理鹽水組(大鼠腦缺血后30min腹腔注射等量生理鹽水)，預(yù)處理組(大鼠腦缺血前12h腹腔注射MC45mg/kg)，30min組(大鼠腦缺血后30min腹腔注射MC45mg/kg)，4h組(大鼠腦缺血后4h腹腔注射米MC45mg/kg)。

1.2 方法

1.2.1 腦缺血再灌注模型的制作 以Longa改良法制備大鼠缺血再灌注模型。大鼠用10%水合氯醛腹腔注射麻醉(350mg/kg)，頸部正中切口，鈍性分離，暴露右頸總、頸內(nèi)和頸外動(dòng)脈，結(jié)扎頸外動(dòng)脈和頸總動(dòng)脈。在頸總動(dòng)脈分叉處剪一小口，沿頸內(nèi)動(dòng)脈向顱內(nèi)插入魚線(插入深度約18.5±1.5mm)。栓塞90min后將魚線拔出。假手術(shù)組魚線插入深度為10cm〔1〕，余步驟相同。

1.2.2 動(dòng)物模型評分標(biāo)準(zhǔn) 參照 Longa評定法，進(jìn)行神經(jīng)功能缺損程度的評分:0分，無癥狀;1分，左前肢持續(xù)屈曲，提尾實(shí)驗(yàn)陽性;2分，側(cè)推抵抗力減弱向?qū)?cè)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)圈試驗(yàn)陽性;3分，向左側(cè)傾倒;4分，無自發(fā)行走 ，意識(shí)障礙。1～4分為成功模型。

1.2.3 MRI檢查 采用GE1.5T超導(dǎo)型磁共振成像系統(tǒng)，掃描時(shí)將大鼠仰臥位固定，自主呼吸，3寸表面線圈，行SE序列冠狀面掃描。血管源性腦水腫及血腦屏障通透性評價(jià):選取包括兩側(cè)側(cè)腦室的層面為測量層面，在患側(cè)病灶中心及對側(cè)對應(yīng)區(qū)分別測量感興趣區(qū)(ROI)的平均信號(hào)強(qiáng)度(SI)。T1WI信號(hào)強(qiáng)化區(qū)域的平均信號(hào)強(qiáng)度值以強(qiáng)度比，rSI-T1WI=強(qiáng)化區(qū)平均信號(hào)強(qiáng)度值/對側(cè)鏡像區(qū)平均信號(hào)強(qiáng)度值×100% 表示。T2WI信號(hào)強(qiáng)化區(qū)域的平均信號(hào)強(qiáng)度值以強(qiáng)度比，rSI-T2WI=強(qiáng)化區(qū)平均信號(hào)強(qiáng)度值/對側(cè)鏡像區(qū)平均信號(hào)強(qiáng)度值×100% 表示。腦缺血體積的測定:利用體積分析軟件測出病變體積(LV)及缺血側(cè)半球體積(HVi)，對側(cè)半球體積(HVc)。求得校正后缺血病變體積比 =(HVc－HVi+LV)/HVc×100〔2〕。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)以x±s表示，各組間數(shù)據(jù)采用單因素方差分析比較。

2 結(jié)果

2.1 各組腦梗死體積 除假手術(shù)組外各組大鼠T2WI掃描均顯示高異常。預(yù)處理組、30min、4h組腦缺血體積均明顯小于生理鹽水組，見表1。

2.2 各組相對表觀擴(kuò)散系數(shù)(rADC)值的變化 假手術(shù)組DWI掃描無異常表現(xiàn)，預(yù)處理組，30min組ADC值較生理鹽水組均明顯升高，4h組ADC值較生理鹽水組有所升高但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見表1，圖1。

2.3 各組大鼠 SI-T2WI、SI-T1WI值的變化 各組大鼠T2WI掃描及T1WI增強(qiáng)掃描均可見異常高信號(hào)，T2WI上的高信號(hào)與T1WI增強(qiáng)掃描上高信號(hào)相比分布位置是一置的，但T2WI高信號(hào)范圍比T1WI的強(qiáng)化范圍大。預(yù)處理組，30min，4h組相對SI-T2WI及SI-T1WI值均明顯小于生理鹽水組，見表2，圖1。

表1 各組大鼠腦缺血體積及rADC(x ± s，n=6)

表2 各組大鼠相對SI-T1W值及相對SI-T2WI值(x ± s，%)

圖1 生理鹽水組MRI檢查

3 討論

以往評價(jià)治療腦血管疾病藥物的療效主要是靠病理檢查及神經(jīng)行為學(xué)評分。而功能磁共振成像為腦缺血的神經(jīng)保護(hù)藥物療效監(jiān)測、作用機(jī)制、作用效果對比等研究提供一種簡單、有效且實(shí)用的方法〔3〕。MC是一種半合成的第二代四環(huán)素衍生物，對革蘭氏陽性及革蘭氏陰性球菌等都有較好的抗菌作用〔4〕。最近研究表明MC具有抗炎、抗凋亡、抗氧化等神經(jīng)保護(hù)作用〔5〕。本研究采用大鼠大腦中動(dòng)脈栓塞(MCAO)缺血再灌注模型，借助功能磁共振彌散加權(quán)像(DWI)與T2WI，T1WI增強(qiáng)掃描，了解不同時(shí)段注射米諾環(huán)素對缺血再灌注大鼠腦水腫，血腦屏障及腦缺血體積影響。

腦缺血后梗死區(qū)能源耗竭，鈉、鉀泵功能障礙，不能維持細(xì)胞內(nèi)外正常離子梯度差，細(xì)胞膜通透性增加，水分子由細(xì)胞外間隙大量流入細(xì)胞內(nèi)引起細(xì)胞腫脹，細(xì)胞外間隙變小 ，這種細(xì)胞毒性水腫限制了水分子的擴(kuò)散(布朗運(yùn)動(dòng) )，使 ADC值降低，在磁共振DWI上表現(xiàn)為高信號(hào)影。本研究表明腦缺血后30minDWI出現(xiàn)異常高信號(hào)，ADC值降低，這一過程持續(xù)2～3d。DWI對急性腦缺血非常敏感，可用于評價(jià)急性腦缺血細(xì)胞水腫程度。正常腦組織中，靜脈注射的順磁性造影劑釓噴酸葡胺(Gd-DTPA)不能通過血腦屏障，只有在血腦屏障完整性破壞時(shí)，T1WI增強(qiáng)掃描才會(huì)出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)化，其信號(hào)強(qiáng)度可反映出血腦屏障的受損情況，有研究表明血管源性水腫和血腦屏障開放的部位、范圍和程度均具有很好的相關(guān)性〔6〕。腦缺血后MRI T2值的變化與血腦屏障破壞后血漿蛋白滲出引起的血管源性水腫相關(guān)，T2WI是檢測腦缺血再灌注損傷中血管源性水腫的可靠方法〔7〕。

本組數(shù)據(jù)顯示，假手術(shù)組在DWI和T2WI，T1WI增強(qiáng)掃描中均無異常表現(xiàn)。預(yù)處理組，30min及4h組腦缺血體積，T2WI相對信號(hào)強(qiáng)度，T1WI增強(qiáng)掃描的相對信號(hào)強(qiáng)度，均顯著低于生理鹽水組，以預(yù)處理組及30min效果明顯;預(yù)處理組，30min組ADC值較生理鹽水組顯著升高，而4h組ADC值與生理鹽水組相比結(jié)果無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。這可能與腦缺血后腦細(xì)胞水腫發(fā)生早，短時(shí)間內(nèi)達(dá)到細(xì)胞毒性水腫高峰有關(guān)。本研究結(jié)果顯示MC對腦缺血灌注損傷大鼠腦組織有明顯保護(hù)作用。其可能的機(jī)制有:①M(fèi)C能抑制缺血后環(huán)氧化酶-2(COX-2)的表達(dá)〔8〕，從而抑制了NO通路的調(diào)節(jié)而產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，減輕了腦缺血組織的損傷;②MC還可抑制缺血后半胱氨酸酶(caspase-1)和caspase-3 的表達(dá)〔9〕，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞激活〔10〕，穩(wěn)定線粒體膜〔11〕，上調(diào)抗凋亡因子bcl-2，從而起到抗凋亡作用;③MC還能抑制金屬蛋白酶的表達(dá)及活性〔12〕，減少缺血再灌注損傷后的腦水腫起到腦保護(hù)作用。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步顯示MC能提高腦缺血再灌注大鼠ADC值，減輕腦水腫，減輕血腦屏障破壞程度，縮小腦梗死體積，進(jìn)一步從影像學(xué)上證實(shí)了MC對缺血再灌注損傷的腦保護(hù)作用。另一方面也證實(shí)了MRI在急性腦梗死的療效監(jiān)測及預(yù)后評價(jià)中具有極大潛力和重要意義。但本試驗(yàn)觀察時(shí)間短是本研究的一個(gè)缺點(diǎn)。

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