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活体成像技术在脑缺血研究中的应用
点击次数:538 发布日期:2017-9-12  来源:网络

活体成像技术在脑缺血研究中的应用

 

脑血管疾病已经成为全世界危害人类健康的一种重要疾病。利用动物脑缺血及缺血再灌注模型来模拟人类脑血管疾病并对之进行研究,是当前神经科学的常用研究手段。脑缺血发生后,会伴随着新生血管的形成,如何检测新生血管的血流,以及脑缺血程度的评估也是当下研究的热点。传统用于人类缺血性损伤的诊断,如磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)等检验技术因其应用成本高、适用性低等局限性,很少被用于动物脑缺血模型的评估。

活体成像技术利用近红外波长范围激发的荧光探针——吲哚氰绿(ICG),可对小动物脑缺血再灌注后脑部血管的血流情况、梗死面积等指标进行评估。韩国庆熙大学医学院的Hye-Min Kang等研究人员利用VISQUE活体成像系统评估了小鼠脑缺血损伤模型中脑膜血管变化、梗死面积、梗死区血流量等指标的变化情况,从而对脑损伤后的功能恢复有了更直观的认识。

首先,研究人员利用C57 BL/6小鼠构建了PIO(脑缺血手术)模型,同时按照0.001 mg/g体重的剂量尾静脉给予ICG制剂,从PIO手术前到术后30天,在实时拍摄模式下观察了脑部相关区域动脉、静脉及静脉窦的动力学实时成像。结果发现:脑部相关区域的血管功能PIO术后1天后受到严重损害,5天后血流信号逐渐改善,到30天后脑部血液循环基本达到正常(图一)。

图一:ICG模式实时成像(Time-series)及脉管彩色成像

接下来,研究人员进一步对受损脑区的梗死面积进行了检测,利用VISQUE活体成像中动力学分析软件CleVue观察了Imax的变化趋势。结果发现与TTC染色(脑缺血损伤常用的指标)结果高度一致(图二),这也侧面印证了VISQUE活体成像结果的准确度。

图二:脑部梗死区域活体成像及TTC染色成像

最后,作者对脑部缺血区域的血流指数(BFI)、血流平均时间(MTT)进行了分析(图三)。结果都表明:PIO术后1天,相关区域血液循环显著受损,到30天后血管功能得到了明显的恢复。

图三:PIO术后恢复过程中BFI、MTT参数比较

目前的研究表明,VISQUE活体成像系统在ICG模式下通过实时成像可以观察脑缺血后生理恢复。此外,该图像分析方法还可评估脑损伤相关药物的药效评价。由此可以预见,在脑缺血、卒中等脑部相关疾病的临床前研究中,VISQUE活体成像系统必将成为一项不可或缺的科研检测手段。

参考文献:

Kang, H.M., I. Sohn, and C. Park, Use of indocyanine green for optical analysis of cortical infarcts in photothrombotic ischemic brains. J Neurosci Methods, 2015. 248: p. 46-50.

来源:佰泰科技有限公司
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