腦缺血再灌注大鼠遠隔小腦代謝變化的核磁共振波譜研究.pdf

1、背景和目的：
　　缺血性腦血管病(Ischemic cerebrovascular disease，ICVD)約占腦血管病的60～80％，其致殘、致死及復(fù)發(fā)率均較高。目前ICVD治療的關(guān)鍵在于及時挽救缺血半暗帶可逆性損傷的神經(jīng)元，以及促進腦缺血損傷后神經(jīng)功能恢復(fù)。臨床實踐證明，溶栓治療對于急性期腦缺血患者的神經(jīng)保護作用效果非常明顯，且可顯著改善其臨床癥狀。然而因受限于溶栓治療時間窗，仍有50～70％的幸存者遺留癱瘓、失語等嚴重后遺

2、癥。
　　近年來研究發(fā)現(xiàn)，幕上局灶性腦損傷后可引起遠隔小腦區(qū)域出現(xiàn)繼發(fā)性的功能改變，表現(xiàn)為遠隔小腦區(qū)域血流量減少和代謝減低，這種現(xiàn)象被稱之為“交叉性小腦神經(jīng)機能聯(lián)系不能”。腦梗死是導(dǎo)致CCD的重要因素，約50％以上腦梗死患者存在CCD現(xiàn)象。腦梗死患者損傷相關(guān)網(wǎng)絡(luò)與康復(fù)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)在解剖結(jié)構(gòu)上有重疊，一側(cè)腦梗死后運動功能的恢復(fù)可由梗死后遠隔部位腦組織功能所促進，這也進一步提示CCD在腦梗死患者的康復(fù)中起重要作用。然而，對于ICVD患者遠

3、隔小腦組織的代謝變化特征及其發(fā)生機制目前尚不甚清楚。
　　核磁共振代謝組學(xué)將核磁共振1H譜(1H NMR)檢測與多元統(tǒng)計方法相結(jié)合，因其系統(tǒng)性和整體性等突出特點，迅速應(yīng)用到生命科學(xué)研究的諸多領(lǐng)域，尤其是在疾病早期診斷和病理機制闡述方面。1H NMR代謝組學(xué)可以連續(xù)監(jiān)測包括Glu、Gln、GABA、NAA、Cho等多種與能量代謝密切相關(guān)的物質(zhì)濃度。因此，本文應(yīng)用基于1H NMR的代謝組學(xué)技術(shù)，對永久性大腦中動脈閉塞(Middle c

4、erebralartery occlusion，MCAO)及腦缺血再灌注模型大鼠不同部位腦組織代謝物含量進行檢測并分析，旨在從分子水平了解腦缺血再灌注后大腦組織代謝物的變化特點，并探討腦缺血再灌注后遠隔小腦區(qū)域的代謝變化，為腦缺血患者的診斷與治療提供準確的生物化學(xué)信息。
　　材料與方法：
　　1.選取64只健康雄性SD大鼠，體重250-320g，平均（283.1±16.4）g。采用隨機數(shù)字法將SD大鼠分成三組:假手術(shù)組(n=

5、12)、永久性大腦中動脈閉塞組（pMCAO組）(n=29)和腦缺血再灌注組(tMCAO組)(n=23)。參照傳統(tǒng)的Longa法建立pMCAO和tMCAO模型，并將Longa法評分為1～3分的大鼠納入實驗。
　　2.造模后24h，使用3.0T(Philips Achieva)超導(dǎo)高場磁共振掃描儀及4通道大鼠專用線圈，行頭顱軸位T1加權(quán)成像(T1WI)和T2加權(quán)成像(T2WI)檢查。
　　3.造模成功后7d將實驗大鼠直接斷頭取腦

6、，以液氮速凍大腦、小腦組織，然后保存在-80℃低溫冰箱中。樣品稱重、萃取、離心及冷凍干燥后行1H NMR檢測，采集1H NMR譜圖、預(yù)處理NMR數(shù)據(jù)和識別模式并計算代謝物相對濃度。
　　4.應(yīng)用SPSS13.0統(tǒng)計學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進行處理，計量資料以均數(shù)±標準差（mean±SD）表示，兩組比較采用獨立樣本t檢驗，多組比較采用方差分析，P＜0.05認為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
　　結(jié)果：
　　1.30只大鼠最終完成實驗，其中假手

7、術(shù)組12只，pMCAO組7只，tMCAO組11只。雖然實驗大鼠數(shù)量減少，但符合統(tǒng)計學(xué)樣本數(shù)。
　　2.大鼠造模成功后24h，假手術(shù)組大鼠T1WI、T2WI未見異常信號，pMCAO組大鼠左側(cè)大腦皮層及基底節(jié)均可見T1WI低信號、T2WI高信號影，tMCAO組大鼠僅左側(cè)基底節(jié)可見T1WI低信號、T2WI高信號影。
　　3.pMCAO組較假手術(shù)組大鼠左側(cè)大腦組織NAA、GABA、Glu、Suc相對濃度顯著下降，而Gln、m-Ins

8、、Lac相對濃度顯著升高;tMCAO組較假手術(shù)組大鼠左側(cè)大腦組織NAA、GABA、Glu、Suc、Cr相對濃度顯著下降，而Gln、Gly、Ala、Lac相對濃度顯著升高;tMCAO組較pMCAO組大鼠左側(cè)大腦組織Gln、m-Ins相對濃度顯著下降，而Ala相對濃度顯著升高。
　　4.pMCAO組較假手術(shù)組大鼠右側(cè)小腦組織Ala、Lac相對濃度顯著下降，而GABA、Gln、m-Ins、Asp相對濃度顯著升高;tMCAO組較假手術(shù)組大