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目的:采用SD大鼠皮下注射四氯化碳(CCl4)法,建立大鼠早期肝纤维化模型,为肝纤维化实验研究提供可靠的动物模型;探讨以抗α5β1整合素受体单克隆抗体修饰的超微型超顺磁性氧化铁纳米颗粒(ultrasmall superparamagnetic iron oxide, USPIO)作为特异性分子探针(α5β1-USPIO),对大鼠早期肝纤维化活化肝星状细胞(hepaticstellate cells, HSCs)进行活体内磁共振靶向分子显像的可行性。材料和方法:(1)大鼠建模:30只大鼠经腹部皮下注射40%CCl4油溶液作为建模组,剂量为3ml/kg体重,每周2次,持续3周,首次剂量为5ml/kg体重,纯净水作为饮用水。10只大鼠经腹部皮下注射生理盐水作为对照组,剂量及用法同建模组。(2)分子探针构建:将抗α5β1整合素受体单克隆抗体与表面包被有羧基(-COOH)的USPIO通过碳二亚胺法偶联形成α5β1-USPIO特异性分子探针。(3)大鼠分组实验:末次注射CCl4油溶液3天后,从建模组和对照组分别随机抽取12只、4只大鼠进行分组实验研究,其余大鼠处死并取肝脏行病理组织学检查(HE染色、Masson染色及网状纤维染色)及透射电子显微镜检查。12只建模组大鼠随机分为三组(每组4只),分别经股静脉置管注射100μmol铁/kg体重的α5β1-USPIO(α5β1-USPIO建模组)、单纯USPIO(USPIO建模组)和抗α5β1整合素受体单克隆抗体(α5β1建模组);4只对照组大鼠注射相同剂量的α5β1-USPIO(α5β1-USPIO对照组)。(4)MR检查及分析:大鼠麻醉后,分别于注射前及注射后4h行肝脏MR扫描,计算并比较各组内及各组间注射前与注射后4h大鼠肝脏与肌肉对比噪声比(contrast-to-noise ratio, CNR)。(5)病理组织学检查:MR扫描结束后处死大鼠,取肝脏组织进行病理组织学检查(HE染色、Masson染色、网状纤维染色及普鲁士蓝染色)及透射电子显微镜检查。结果:(1)建模情况:建模组共有24只大鼠完成实验,死亡6只,死亡率为20%。建模组大鼠均出现营养不良、慢性肝病症状。大鼠肝脏病理组织学检查见肝细胞变性、坏死,胶原及网状纤维增生等改变。根据Ishak肝纤维化评分标准,建模组大鼠均处于早期肝纤维化阶段。对照组10只全部存活,无相应症状且无肝纤维化。(2)大鼠肝脏MR信号变化:注射试剂后4h MR扫描显示,α5β1-USPIO建模组、α5β1-USPIO对照组及USPIO建模组大鼠肝脏信号强度均呈不同程度降低,且以α5β1-USPIO建模组肝脏信号强度降低最为明显;而α5β1建模组大鼠肝脏信号强度无明显改变。(3)大鼠肝脏与肌肉CNR分析:各组大鼠肝脏与肌肉CNR注射试剂前及注射后4h分别为:α5β1-USPIO建模组:44.63±1.61和255.74±18.3;α5β1-USPIO对照组:45.37±1.87和175.51±12.49;USPIO建模组:44.56±2.08和157.96±13.72;α5β1建模组:44.82±1.39和45.46±8.24。α5β1-USPIO建模组、α5β1-USPIO对照组、USPIO建模各组注射前与注射后4h大鼠肝脏与肌肉CNR比较差异均有明显统计学意义(P均<0.01),而α5β1建模组注射前与注射后4h大鼠肝脏与肌肉CNR比较差异无统计学意义(t=1.45, P=0.24)。各组大鼠注射试剂后4h肝脏与肌肉对比噪声比(CNR)以α5β1-USPIO建模组最高,α5β1-USPIO对照组、USPIO建模组及α5β1建模组依次减低,差异有统计学意义;各组间进一步两两比较:α5β1-USPIO对照组与USPIO建模组之间比较差异无统计学意义(P=0.094),其余各组间比较差异均有明显统计学意义(P均<0.01)。(4)大鼠肝脏病理组织学检查:普鲁士蓝染色显示:α5β1-USPIO建模组大鼠肝脏蓝染的铁颗粒主要分布于窦周间隙(Disse间隙)内,与肝星状细胞分布一致;透射电子显微镜(TEM)检查显示:α5β1-USPIO建模组大鼠肝脏星状细胞内可见含铁颗粒的溶酶体,而α5β1-USPIO对照组和USPIO建模组大鼠肝星状细胞内均未见含铁颗粒的溶酶体。结论:采用皮下注射CCl4油溶液法可以成功建立大鼠早期肝纤维化模型。早期肝纤维化活化的HSCs能特异性吞噬分子探针α5β1-USPIO。应用1.5T MR成像系统和靶向作用于HSCs表面α5β1整合素的特异性分子探针α5β1-USPIO,能够实现活体内早期肝纤维化活化HSCs的磁共振靶向分子显像。