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背景和目的脑梗死是缺血性脑血管病(ischemic cerebro vascular disease, ICVD)的严重表现形式,是临床中枢神经系统最常见的疾病之一。随着社会老龄人口的增加,其发病率呈逐渐上升趋势,约占全部脑血管疾病的80%左右[2]。其高死亡率、高致残率及易复发性严重影响着人类的健康和生活质量,给社会及家庭带来巨大的精神和经济负担。近年来的研究发现,幕上局灶性的脑损伤也可引起远隔区域(丘脑、小脑等)的功能改变,磁共振成像(:magnetic resonance imaging, MRI)上可以表现为表观扩散系数和部分各向异性指数的改变。多数学者认为其发生机制可能与神经机能联系不能学说有关。脑梗死后交叉性小脑神经机能联系不能(crossed cerebellar diaschisis, CCD)是指幕上脑梗死导致对侧小脑半球血流量的降低,进而引起对侧小脑半球神经元活性下降及新陈代谢障碍的现象。大多学者认为此现象与皮质-桥脑-小脑(cortical-pons-cerebellum, CPC)通路的损伤有关。另外也有学者认为此现象与患者小脑血流动力学改变和迟发性小脑神经元死亡有关。磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)是在磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)的基础上基于平面回波成像(echo planar imaging, EPI)技术发展起来的一种新的、无创、可视化观察体内水分子微观扩散运动的磁共振成像的新技术,其通过测量水分子扩散的程度和方向来反映脑梗死后表观扩散系数及部分各向异性指数的改变,可以为脑梗死的早期诊断和治疗提供重要的参考价值。本研究采用改良的Longa线栓法,建立重复性高、稳定性强的大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion, MCAO)模型。采用磁共振扩散张量成像技术,对大鼠脑MCAO后不同的时间点(1h、3h、6h、9h、12h、24h和72h)不同部位脑组织的表观扩散系数及部分各向异性分数情况进行检测,并与免疫组织化学检测与磁共振检查相应时间点、相应部位脑组织RGMa蛋白的表达对照。以此探讨:1、DTI参数值在MCAO后远隔区域不同时间点的扩散变化,从而为应用DTI技术来评价脑梗死后神经机能联系不能提供理论依据和实验基础。2、大鼠脑梗死后小脑改变的病理变化及其与磁共振信号改变的相关性。3、脑梗死后神经机能联系不能的相关机制。材料与方法1、选取健康SD大鼠70只,体重为260g-300g,平均(286.2+8.9)g;将70只大鼠随机分为两组:实验组56只,参照Longa法建立左侧大鼠MCAO模型;对照组14只,仅暴露左侧的大脑中动脉,不插入线栓。2、采用美国GE公司HDxt3.0T高场磁共振扫描机和大鼠专用线圈,对照组和实验组大鼠分别采集横轴位T1加权成像(T1-weighted imaging, T1WI)和T2加权成像(T2-weighted imaging, T2WI)、矢状位T2WI、DWI及DTI。依据磁共振横轴位T2WI扫描层面,在每个时间点分别选取2只大鼠,然后将鼠脑组织切成3mm厚的切片,运用免疫组化检测大鼠脑缺血梗死核心及远隔部位小脑RGMa蛋白的表达情况。3、观察并记录左侧大脑半球梗死核心(基底节区)及双侧小脑半球脑组织在DWI图像上随时间的变化情况,并记录不同时间点脑扩散参数包括表观扩散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)和部分各向异性指数(fractional anisotropic, FA)。比较1h、3h、6h、9h、12h、24h和72h实验组左侧基底节区和双侧小脑半球与正常对照组ADC值和FA值是否存在差异,及其随时间点的变化曲线。比较不同时间点实验组对侧小脑半球FA值与RGMa蛋白表达的相关性。4、采用SPSS17.0统计软件进行统计学分析,计量资料采用X±SD表示。正常对照组与MCAO组计量资料比较采用两随机样本t检验,影像学与病理学指标的相关性采用Spearnman相关分析。以P<0.05表示差异具有统计学意义。结果1、大鼠MCAO后1h基底节ADC值、FA值开始降低,12h降至最低,后有所回升,但仍低于对照组。大鼠MCAO后各个时间点左侧基底节区及双侧小脑半球与正常对照组相比,ADC值和FA值降低,均具有统计学差异(P<0.05)。双侧小脑ADC值及FA值的变化趋势与梗死核心区一致。梗死对侧小脑半球ADC值及FA值较梗死同侧小脑半球下降程度较大。2、脑缺血后不同时相RGMa蛋白在左侧基底节区的表达均有所增加,可见棕黄色的RGMaP日性着色。局灶性脑缺血后1h RGMa P日性细胞在病灶区不断聚集,24h达高峰,RGMa阳性表达数目增多最为明显,在随后的72h内稍有下降,但与正常对照组相比仍持续高表达。双侧小脑半球RGMa蛋白表达与梗死核心区变化相似。梗死对侧小脑RGMa蛋白表达平均灰度值较梗死同侧小脑半球高。在对照组大鼠脉络丛、血管周围、小脑浦肯野细胞及脑干神经元中均可见RGMa蛋白阳性表达。3、远隔部位RGMa蛋白表达上调与FA值下降呈负相关(P<0.05,r=-0.341)。结论1、幕上脑梗死后远隔区域可以发生神经机能联系不能现象。2、远隔部位扩散参数随幕上梗死核心变化而变化,间接说明神经机能联系不能现象可能与神经传导通路有关。3、脑缺血后,轴突导向分子RGMa蛋白的表达上调,说明RGMa参与轴突再生与修复过程。4、双侧小脑半球RGMa蛋白和磁共振扩散参数的变化证实交叉性小脑神经机能联系不能存在。