论文部分内容阅读
背景和目的：
脑梗死已普遍成为当今社会缺血性脑血管病疾病中的严重表现形式[1]，不仅能造成梗死核心区域的病理生理性改变，也会引起其他远隔部位的继发性功能活动下降，其发生机制与神经机能联系不能学说或大脑的神经网络受损相关。神经机能联系不能[2]是指局部脑组织在受到损伤后将引起远隔脑组织本正常的结构区域出现了短暂性的功能抑制，呈现大脑机能过度兴奋或过度抑制的紊乱现象，且原发损伤部位与远隔部位之间的解剖学上存在神经纤维联系。迄今为止，交叉性小脑神经机能联系不能(crossed cerebellar diaschisis，CCD)是目前研究比较充分的一种类型。大脑神经网络与神经机能联系不能的功能恢复程度在脑梗死神经功能恢复过程中起着至关重要作用，其调控与神经功能康复密切相关。
N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体可参与突触可塑性以及神经系统生长发育等重要生理过程的分子基础，尤其以NMDAR2B增高为主，于24h达高峰，受体经突触小体向膜部位迁移，使膜部受体数量及亚型的构成发生改变，导致突触后神经元兴奋性增高，神经元发生神经毒性死亡，NMDA可参与脑梗死后神经元及轴突的修复与再生，组织微观结构发生改变。
磁共振扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)基于其复杂微结构中水分子微观扩散分布的非高斯特征，利用峰度的概念量化水分子扩散偏离高斯模型的程度，从而反映出水分子的实际扩散位移偏差及受限程度，并揭示了如灰质、神经退变区域、肿瘤微环境和创伤后组织等微观结构信息，量化分析组织及细胞的微观结构改变。DKI作为无创的磁共振检查新技术，已应用于多种中枢神经系统疾病的评估。
本实验通过DKI技术监测大鼠脑梗死后脑组织核心梗死区及远隔区域(双侧小脑)神经位点的动态变化，证明交叉性小脑神经机能联系不能的存在，且进一步阐明NMDA在CNS(central nervous system)发生神经细胞凋亡时的重要地位，利用DKI技术监测NMDA发生病理生理性等微观结构改变与神经机能联系不能的演变过程具有相关性，为临床工作中脑缺血的评价与治疗寻找出有效的干预措施。
材料与方法：
1、制备大鼠MCAO(middle cerebral artery occlusion，MCAO)模型，实验组按插入线栓的时间分为6h、12h、24h、48h、7d、14d组及假手术组，每组保证12只模型制备成功，并对各实验组大鼠进行神经功能评分(modified neurological severity score, mNSS)。
2、造模成功后于6h、12h、24h、48h、7d、14d时间点进行神经功能评分及磁共振图像采集。扫描序列包括T1加权成像(T1-weighted imaging, T1WI)、T2加权成像(T2-weighted imaging, T2WI)、扩散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)、DKI，分别计算病灶及双侧小脑的相应平均扩散散峰度(Mean Kurtosis, MK)、平均扩散系数(Mean diffusion coefficient, MD)、部分各向异性(Fractional anisotropy, FA)及表观弥散系数值(Apparent diffusion coefficient, ADC)等。
3、在各个时间点分别选取8只大鼠，断头取脑，进行免疫组化法、TUNEL法及Western-blot方法检测分析NMDA在脑梗死核心区及远隔脑组织感兴趣区域(双侧小脑半球)蛋白表达变化以及细胞凋亡的关系；每个时间点另取4只大鼠脑标本行HE染色。
4、使用统计学软件SPSS21.0进行数据分析，各计数资料符合正态分布采用均数±标准差((x)±s)表示，不符合正态分布采用四分位数(m[IQR])表示。当符合正态分布及方差齐性时，对于不同对象两组样本的比较采用独立样本t检验；不符合正态分布及方差齐性时，两样本间的比较采用秩和检验；对不同对象多组样本间的比较直接或经数据变换后采用单因素方差分析，组间比较采用LSD检验；采用Pearson相关分析判断NMDA与DKI各参量的相关性，检验水准为α=0.05，P＜0.05认为有统计学意义。
结果：
1、各组手术组大鼠缺血性脑梗死核心区的NMDA受体表达与MK值存在正相关(r=0.718，P=0.00)。
2、脑梗死后6h、12h、24h、48h、7d、14d模型组大鼠脑梗死核心区及双侧小脑感兴趣区域的MD、ADC和FA值比对照组相应各值降低，12h达最低值；而MK值较对照组升高，12h达最高值。
3、脑梗死后6h、12h、24h、48h、7d、14d模型组大鼠梗死灶对侧小脑MD、ADC和FA值比梗死灶同侧小脑降低更显著(P＜0.05)，而梗死灶对侧小脑FA值比梗死灶同侧小脑升高更显著(P＜0.05)。
4、术后6h起可见模型组大鼠脑梗死核心区及双侧小脑感兴趣区域NMDAR2B均增高，于24h达高峰，双侧小脑半球NMDAR2B表达较之对照组均显著升高(P＜0.05)，右侧小脑显著。
5、NMDAR2B表达与余磁共振参数值(MD、FA和ADC值)呈负相关(P＜0.05)。
结论：
1、DKI能直观检测脑梗区的改变及交叉性小脑神经机能联系不能现象；
2、DKI各参数中平均扩散峰度MK能量化反映脑梗死组织中微观结构改变，且敏感度最高；
3、脑梗死后NMDA受体表达增加，参与神经细胞凋亡演变，间接说明NMDA参与了神经机能联系不能的发生发展。
脑梗死已普遍成为当今社会缺血性脑血管病疾病中的严重表现形式[1]，不仅能造成梗死核心区域的病理生理性改变，也会引起其他远隔部位的继发性功能活动下降，其发生机制与神经机能联系不能学说或大脑的神经网络受损相关。神经机能联系不能[2]是指局部脑组织在受到损伤后将引起远隔脑组织本正常的结构区域出现了短暂性的功能抑制，呈现大脑机能过度兴奋或过度抑制的紊乱现象，且原发损伤部位与远隔部位之间的解剖学上存在神经纤维联系。迄今为止，交叉性小脑神经机能联系不能(crossed cerebellar diaschisis，CCD)是目前研究比较充分的一种类型。大脑神经网络与神经机能联系不能的功能恢复程度在脑梗死神经功能恢复过程中起着至关重要作用，其调控与神经功能康复密切相关。
N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体可参与突触可塑性以及神经系统生长发育等重要生理过程的分子基础，尤其以NMDAR2B增高为主，于24h达高峰，受体经突触小体向膜部位迁移，使膜部受体数量及亚型的构成发生改变，导致突触后神经元兴奋性增高，神经元发生神经毒性死亡，NMDA可参与脑梗死后神经元及轴突的修复与再生，组织微观结构发生改变。
磁共振扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)基于其复杂微结构中水分子微观扩散分布的非高斯特征，利用峰度的概念量化水分子扩散偏离高斯模型的程度，从而反映出水分子的实际扩散位移偏差及受限程度，并揭示了如灰质、神经退变区域、肿瘤微环境和创伤后组织等微观结构信息，量化分析组织及细胞的微观结构改变。DKI作为无创的磁共振检查新技术，已应用于多种中枢神经系统疾病的评估。
本实验通过DKI技术监测大鼠脑梗死后脑组织核心梗死区及远隔区域(双侧小脑)神经位点的动态变化，证明交叉性小脑神经机能联系不能的存在，且进一步阐明NMDA在CNS(central nervous system)发生神经细胞凋亡时的重要地位，利用DKI技术监测NMDA发生病理生理性等微观结构改变与神经机能联系不能的演变过程具有相关性，为临床工作中脑缺血的评价与治疗寻找出有效的干预措施。
材料与方法：
1、制备大鼠MCAO(middle cerebral artery occlusion，MCAO)模型，实验组按插入线栓的时间分为6h、12h、24h、48h、7d、14d组及假手术组，每组保证12只模型制备成功，并对各实验组大鼠进行神经功能评分(modified neurological severity score, mNSS)。
2、造模成功后于6h、12h、24h、48h、7d、14d时间点进行神经功能评分及磁共振图像采集。扫描序列包括T1加权成像(T1-weighted imaging, T1WI)、T2加权成像(T2-weighted imaging, T2WI)、扩散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)、DKI，分别计算病灶及双侧小脑的相应平均扩散散峰度(Mean Kurtosis, MK)、平均扩散系数(Mean diffusion coefficient, MD)、部分各向异性(Fractional anisotropy, FA)及表观弥散系数值(Apparent diffusion coefficient, ADC)等。
3、在各个时间点分别选取8只大鼠，断头取脑，进行免疫组化法、TUNEL法及Western-blot方法检测分析NMDA在脑梗死核心区及远隔脑组织感兴趣区域(双侧小脑半球)蛋白表达变化以及细胞凋亡的关系；每个时间点另取4只大鼠脑标本行HE染色。
4、使用统计学软件SPSS21.0进行数据分析，各计数资料符合正态分布采用均数±标准差((x)±s)表示，不符合正态分布采用四分位数(m[IQR])表示。当符合正态分布及方差齐性时，对于不同对象两组样本的比较采用独立样本t检验；不符合正态分布及方差齐性时，两样本间的比较采用秩和检验；对不同对象多组样本间的比较直接或经数据变换后采用单因素方差分析，组间比较采用LSD检验；采用Pearson相关分析判断NMDA与DKI各参量的相关性，检验水准为α=0.05，P＜0.05认为有统计学意义。
结果：
1、各组手术组大鼠缺血性脑梗死核心区的NMDA受体表达与MK值存在正相关(r=0.718，P=0.00)。
2、脑梗死后6h、12h、24h、48h、7d、14d模型组大鼠脑梗死核心区及双侧小脑感兴趣区域的MD、ADC和FA值比对照组相应各值降低，12h达最低值；而MK值较对照组升高，12h达最高值。
3、脑梗死后6h、12h、24h、48h、7d、14d模型组大鼠梗死灶对侧小脑MD、ADC和FA值比梗死灶同侧小脑降低更显著(P＜0.05)，而梗死灶对侧小脑FA值比梗死灶同侧小脑升高更显著(P＜0.05)。
4、术后6h起可见模型组大鼠脑梗死核心区及双侧小脑感兴趣区域NMDAR2B均增高，于24h达高峰，双侧小脑半球NMDAR2B表达较之对照组均显著升高(P＜0.05)，右侧小脑显著。
5、NMDAR2B表达与余磁共振参数值(MD、FA和ADC值)呈负相关(P＜0.05)。
结论：
1、DKI能直观检测脑梗区的改变及交叉性小脑神经机能联系不能现象；
2、DKI各参数中平均扩散峰度MK能量化反映脑梗死组织中微观结构改变，且敏感度最高；
3、脑梗死后NMDA受体表达增加，参与神经细胞凋亡演变，间接说明NMDA参与了神经机能联系不能的发生发展。