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目的:采用7.0TMRI扫描及脑组织病理切片的方法探讨大鼠缺血性卒中模型中USPIO诱导的信号改变与脑组织切片含铁巨噬细胞的分布在时空上是否一致,以期对卒中后炎症反应的影像显像的特点、规律及可靠性做出初步研究。
方法:38只SD(Sprague-Dawley)大鼠随机分成两组,假手术组大鼠3只,模型组35只,其中模型组按MR扫描时间点(6h,12h,24h,48h,72h)平均分成5组。大鼠缺血性卒中模型,即MCAO脑中动脉阻塞后再灌注模型,主要参考Longa法制作,制作成功的评判标准为Longa五分法及随后的MRI扫描确认。在大鼠缺血性卒中模型建立成功后,经大鼠尾静脉注射USPIO(对照组仅注射等量的0.9%生理盐水)后,于不同时间点(6h,12h,24h,48h,72h)采用德国Bruker公司7.0TmieroMRI进行扫描,主要观察指标为T1 WI及T2WI,DWI。T1WI,T2WI强度变化采用Bruker Paravision4.0软件包测定,最后一次扫描结束后处死模型大鼠,取脑组织石蜡切片做HE染色观察细胞死亡,普鲁士兰染色观察铁颗粒,CD68免疫组织化学染色观察活化巨噬细胞。MRI信号强度增强比采用USPIO注射后病变侧信号强度/对侧相应区域信号强度计算,计算结果采用配对t检验的方法运用SPSS11.0进行统计学分析,CD68免疫组织化学染色细胞采用光镜下脑组织切片阳性细胞计数进行分析,采用单因素方差分析的方法运用SPSS11.0进行统计学分析。
结果:成功模型梗死灶体积在18~49 mm3之间大小不等,以40 mm3左右居多,主要分布在右侧大脑半球及基底节区。大鼠神经功能评分平均为2.80。
在注射USPIO前缺血区在T1WI信号变化不明显,呈等信号,T2WI表现为高信号。在注射USPIO后T1WI平扫图像上仍未见明显变化,但测量信号强度是不同程度的正性强化,而T2WI呈不同程度负性强化,信号改变主要分布在病灶周边及部分坏死灶区。T1WI,T2WI信号强度改变以48~72 h最明显,两者组间无统计学意义,假手术组前后病灶区T1WI、T2WI信号强度均无变化。
TTC染色脑梗死侧呈苍白色,对侧大脑半球呈红色,且染色结果与MRI的T1WI,T2WI图像在空间分布上相对应;HE染色(苏木精染核)梗死区淡染,软化灶形成,细胞稀少,梗死区与正常组织分界清楚;普鲁士蓝联合DAB染色可见铁粒子分布在梗死灶周边的细胞间质中,散见坏死区;CD68免疫组化观察到大量的褐色的巨噬细胞(包括脑内小胶质细胞)分布在病灶周围,切片细胞计数以72 h的CD68阳性细胞最多。
结论:USPIO可以作为活体监测大鼠缺血性卒中后炎症反应的MRI对比增强剂,其诱导的信号改变与脑组织切片含铁巨噬细胞的时空分布基本一致,但两者之间存在一定的时间差,且内吞USPIO的细胞主要是激活的巨噬细胞。