磁共振成像及活体波谱技术在阿尔茨海默病转基因小鼠中的应用

发布时间：2020-04-10 20:45

【摘要】： 阿尔茨海默病是一种最常见的神经系统变性疾病,其基本的病理学改变是老年斑、神经纤维缠结、突触数目的减少以及神经元的丢失。本研究运用磁共振成像和活体波谱技术,并结合病理学和免疫组织化学技术,对AD转基因小鼠脑组织的微观结构和代谢物的水平进行研究。同时研究了小鼠的基因型对其横向磁豫时间(T_2值)和表观扩散系数(ADC值)的影响。 在本文的第一部分中,我们对所获取的APPswe/PS1ΔE9双转基因小鼠进行了传代,繁殖。并通过PCR反应对小鼠的基因型进行了鉴定。应用多层面多回波SE序列和弥散加权成像(DWI)序列对4-8月龄的转基因和野生型小鼠不同脑区的T_2值和ADC值进行了测量。磁共振扫描完成后,进行老年斑和铁的组织学染色。研究发现,与野生型小鼠相比,转基因小鼠皮质和海马区的T_2值明显降低,而丘脑,胼胝体和纹状体的T_2值变化不大。ADC值的改变也与T_2值的改变相类似,转基因小鼠皮质和海马的ADC值较野生型小鼠为低,而纹状体的ADC值变化不大。组织学染色发现,4月龄及8月龄转基因小鼠的皮质及海马可出现老年斑的沉积,并且随着小鼠月龄的增加,老年斑的数目增多,面积也增大。铁染色进一步发现在转基因及野生型小鼠基底神经节处均可见到铁的沉积。铁在转基因小鼠的皮质及海马处呈棕褐色沉积,并且其分布与老年斑的分布相类似,而野生型小鼠的皮质及海马未见铁的沉积.。这些结果说明:小鼠的基因型会影响到磁共振的表型。转基因小鼠皮质和海马区的T_2值的降低可能与老年斑内的铁有关,而ADC值的降低,除了与老年斑形成引起的水分子的弥散能力减低有关之外,还与继发的神经胶质增生有关。 在本文的第二部分中,我们主要研究了AD转基因小鼠的磁共振的高分辨成像。通过对PDAPP转基因小鼠的活体扫描和APPswe/PS1ΔE9双转基因小鼠的离体扫描发现:离体扫描组织的对比度和信噪比明显较活体扫描为高,在AD转基因小鼠的活体和离体T2WI上的皮质和海马上可见一些点状的低信号区,部分的低信号区可与老年斑和铁染色相对应。这也说明了老年斑的磁共振显微成像可能有助于AD的早期诊断。 在本文的第三部分中,我们对5,8,12,16月龄的APPswe/PS1ΔE9双转基因小鼠的海马进行了活体波谱扫描,结果发现转基因小鼠海马区NAA的含量较同月龄野生型小鼠含量为低,其中16月龄的转基因小鼠海马区内NAA的水平较野生型小鼠下降更为明显。上述结果也提示1H-MRS可作为一种无创性的方法,动态的检测脑内代谢物的水平变化。 总之,一系列MRI实验以及组织学染色的结果更加深了对AD转基因小鼠表型的认识,为MRI技术在AD的发病机制和临床药物的筛选等方面提供了实验基础。
【图文】：

泳结果图（左图）与 PS1 电泳结果图（右图）从右到左点样孔依组织学染色vine S 染色结果发现 2 月龄小鼠的脑区未见老年斑形成,可在小鼠的皮质及海马发现老年斑的沉积,并且随着月龄面积增大.皮质下结构如丘脑,纹状体未见老年斑的沉积。vine S 染色结果相似,老年斑在 4 月龄(A,C)及 8 月龄(D褐色沉积。量分析，4 月龄阳性小鼠斑块的数目为 4.7±0.8 个/mm2, 0μm2，斑块的负荷为0.05±0.01%,8月龄阳性小鼠斑块的数的平均面积为 148.2±11.5μm2，斑块的负荷为 0.15±0.0

图 3 铁的组织学染色 A：8 月龄转基因小鼠尾壳核处的铁染色（×40 倍）。B: 铁在 8 月龄转基因小鼠尾壳核细胞内及白质纤维束周的沉积。C：少突胶质细胞染铁色。D:野生型小鼠尾壳核处的铁染色。E：在忽视 Perl 氏液的情况下，切片不着染。F：铁在转基因小鼠皮质处呈棕褐色沉积。GH：铁在 4 月，8 月龄转基因小鼠皮质及海马处的沉积。I，J：8 月龄转基因小鼠相邻两张切片的Thioflavine S 染色和铁染色。K，L，M：野生型小鼠的免疫组化，铁和 Thioflavine S 染色。4．T2弛豫时间的测量4.1 感兴趣区的选择：选取纹状体，，背侧海马和腹侧海马三个层面，在这三个层面上手动画出感兴趣区。A－C 依次为纹状体，背侧海马和腹侧海马三个层面，在这三个层面上我们手动画出双侧纹状体，丘脑，背侧海马, 腹侧海马，背测海马及腹侧海马下皮质及胼胝体。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：R749.1;R445.2

【参考文献】

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1 秦川,朱华,张兵林,常洋,尹红星,刘亚莉;阿尔茨海默症转基因动物模型脑组织病理学及免疫组化研究[J];中国实验动物学报;2000年04期

2 洪震;我国阿尔茨海默病的研究现状及展望[J];中华神经科杂志;2001年04期

本文编号：2622685