基于多参数MRI探讨大鼠脑缺血再灌注对脑细胞毒性水肿的影响

摘要

目的:采用T2加权成像(T2WI)、弥散加权成像(DWI)、脉冲梯度自旋回波(PGSE)等多参数MRI扫描结合多种组织病理学技术观察大鼠脑缺血不同时间后再灌注(CIRI)对脑组织细胞毒性水肿的影响，为缺血性脑卒中模型的建立及临床诊疗提供依据。方法:健康成年雄性Sprague Dawley大鼠按照随机数字表法分为假手术(Sham)组、缺血60 min再灌注(IR-60 min)组、IR-120 min组及IR-180 min组。改良Zea Longa线栓法建立大鼠CIRI模型，激光多普勒血流仪结合苏木精-伊红(HE)染色法鉴定模型；多参数MRI扫描、结合脑含水量、水通道蛋白4(AQP4)免疫荧光染色、Western Blot等方法，观察各组大鼠脑组织细胞毒性水肿及肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)的变化。结果:HE染色及脑组织含水量结果示，随缺血时间的延长，缺血侧大脑皮质水肿程度加重；T2WI结果示，IR-60 min组损伤开始累及大脑皮质，IR-120 min组损伤已完全累及大脑皮质，IR-180 min组损伤最重(P<0.05),大脑中线明显向对侧移位。各缺血侧大脑皮质相对表观弥散系数、水交换时间均显著低于Sham组(P<0.05),且呈上升趋势；各缺血侧大脑皮层细胞膜通透性均显著高于Sham组(P<0.05)。缺血侧大脑皮质AQP4、IL-1β、TNF-α表达显著高于Sham组，且呈上升趋势(P<0.05)。结论:大鼠大脑中动脉缺血60、120及180 min后再灌注均可导致脑损伤，且缺血时间的延长会加重脑细胞毒性水肿，120 min是CIRI模型的最佳缺血时间；多参数MRI可活体监测大鼠CIRI后脑组织微结构变化，为早期临床诊疗提供可视化依据。

关键词

多参数磁共振成像(mMRI) / 脑缺血再灌注损伤(CIRI) / 水通道蛋白4(AQP4) / 脑水肿 / 大鼠

基金资助

国家自然科学基金(82071888); 山东省中医药科技发展计划(Q-2023071); 山东省大学生创新训练计划(S202310438211); 校级大学生创新训练计划(X2023212,X2023641)