研究背景肥胖症等代谢相关性疾病及其并发症降低了人们的生活质量,但目前有效的治疗方案很少,需要新的靶点。棕色脂肪组织（brown adipose tissue,BAT）因其线粒体中含有特异性的解偶联蛋白1（uncouplingprotein 1,UCP1）,能够利用脂解的脂肪酸,在将氧化呼吸链解偶联的过程中进行非颤抖性产热,释放能量减少脂肪堆积,有助于热量调节和能量平衡,而有效激活BAT可达到减肥的目的,有望作为对抗肥胖症及其并发症的治疗靶点。活体成像技术对于理解BAT生理学和功能方面至关重要,而准确识别BAT并无创客观的评估其激活状态是以BAT为靶点进行减肥的关键。研究目的1)通过对正常大鼠进行急性冷刺激实验,并用组织学验证,探讨MR定量磁化率成像（quantitativesusceptibilitymapping,QSM）识别大鼠肩胛区棕色脂肪及评估其活性的可行性;2)明确高脂饮食诱导肥胖大鼠间歇冷刺激干预后棕色脂肪组织的脂肪分数（fat fraction,FF）值变化特点。材料与方法1)雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠15只,随机分为对照组（n=5）,冷刺激12h组（n=5）和冷刺激24h组（n=5）。冷刺激组在4℃环境下分别暴露12h、24h,对照组于室温环境饲养。冷刺激结束后即刻行MRI扫描,对肩胛区BAT和WAT（白色脂肪,white adipose tissue）进行三维（3D）多回波梯度回波（GRE）序列成像,分别计算BAT和WAT的脂肪分数（fat fraction,FF）、QSM和R2*。扫描结束后立即处死大鼠,取肩胛区棕色脂肪及白色脂肪,行H&E染色、免疫组织化学染色,光镜下观察棕色脂肪、白色脂肪细胞形态,用Western blotting检测棕色脂肪能量代谢相关蛋白（UCP-1）的表达水平。2)将SD雄性大鼠（n=30）随机分为三组:对照组（control,n=10）、高脂组（Highfatdiet,HFD,n=10）和高脂冷刺激干预组（HFD+4℃,n=10）,分别在4周和8周进行MR成像及组织学分析。MRI采用化学位移水脂分离磁共振成像（mDixon-Quant）技术在3T上对大鼠肩胛区BAT进行扫描,得到FF图,测量BAT的FF值。MR扫描结束后立即取BAT,后行H&E染色及镜下观察。结果1)WAT 在冷刺激 12h（0.19±0.12）、24h（0.21 ±0.13）后的 QSM 值均低于对照组（0.55±0.09）（P<0.05）,而FF、R2*的测量值组间均无显著差异（P>0.05）。冷刺激 12h、24h 组 BAT 的 FF（分别为 12.27±4.06,13.98±2.29）、QSM（-0.04±0.05,0.06±0.05）和 R2*值（100.83±13.73,120.83±23.94）均较对照组的FF（46.40±5.28）、QSM（0.32±0.06）和 R2*值（175.27±14.82）低（P<0.05）。此外,冷刺激组的BAT具有较高的UCP1表达,FF、QSM和R2*值均与BAT中UCP1的表达水平呈负相关（r分别为-0.7930、-0.6385和-0.5786,P<0.05）。2)高脂饮食4周或8周后,相较于对照组,大鼠体重均明显增加;高脂饮食冷刺激干预后的4周及8周,相对于对照组及高脂组,高脂冷刺激干预组大鼠体重具有下降的趋势。MR成像结果显示,4周或8周时,BAT的FF值三组间均有显著性差异（P<0.05）,高脂组及高脂冷刺激干预组BAT的FF值均较对照组显著增高。4周时三组BAT的FF值（分别为38.51±13.21,65.90±7.98,62.12±3.23）均低于 8 周时 BAT 的 FF 值（分别为 60.56± 8.02,70.96±5.21,71.83±1.69）,其中对照组及高脂冷刺激干预组差异有统计学差异（P<0.05）。H&E染色组织学结果显示,相对于对照组,高脂饮食4周或8周时,棕色脂肪的空泡脂滴明显增加,而高脂冷刺激干预组相对于高脂组变化不明显;8周相对于4周,BAT的空泡脂滴亦明显增大,数量增多。结论1)由三维多回波GRE序列产生的FF、QSM和R2*图可识别BAT并定量反映其活性,与组织学结果具有较高的相关性。QSM有望成为一个非常具有潜力的研究BAT的定量影像生物标志物。2)高脂饮食诱导肥胖大鼠的BAT代谢活性减弱,BAT的FF值增高;慢性间歇冷刺激可在一定程度上对抗高脂饮食大鼠的体重增加,但其激活BAT的效果并不显著,BAT对应的FF值变化也不明显。BAT的FF值变化与其组织学改变具有较好的一致性,FF可能是反映BAT代谢活性改变的一个潜在的无创影像学定量监测指标。