谷氨酸及其NMDA受體在新生兒缺氧缺血性腦損傷的1HMRS研究.pdf

1、目的：
　　 新生兒缺氧缺血性腦病(Hypoxic Ischemic Encephalopathy,HIE)是由于圍產(chǎn)期窒息(主要是產(chǎn)前和產(chǎn)時)引起的部分或完全缺氧、和/或腦血流減少或暫停而導致的胎兒或新生兒腦損傷,它是引起新生兒急性死亡和慢性神經(jīng)系統(tǒng)損傷的重要原因之一。磁共振波譜(MR spectroscopy,MRS)是目前能夠進行活體組織內(nèi)化學物質(zhì)無創(chuàng)性檢測的唯一方法。興奮性氨基酸(主要是谷氨酸)在缺氧缺血性腦損傷(Hyp

2、oxic Ischemic Brain Injury,HIBI)時大量釋放在突觸間隙內(nèi)積聚,導致突觸后神經(jīng)元NMDA受體大量激活,引起一系列生理生化改變,導致神經(jīng)元凋亡和壞死。
　　 本研究通過建立新生豬缺氧缺血性腦損傷模型,對其進行MRS掃描,研究谷氨酸(Glu/Glx)在基底節(jié)區(qū)的變化,并且與氨基酸自動分析儀檢測谷氨酸濃度進行對照,研究MRS檢測谷氨酸的準確性;研究基底節(jié)區(qū)NMDA R1在缺氧缺血性腦損傷后的變化情況。

3、>　　 通過對HIE患兒進行MRS掃描,研究腦內(nèi)谷氨酸(Glu/GlX)變化情況,對HIE的病理生理改變提供分子水平研究理論基礎(chǔ),為早期診斷提供依據(jù)。
　　 方法：
　　 一、基礎(chǔ)部分
　　 1、水模MRS掃描
　　 對模擬腦內(nèi)化學物質(zhì)水模、自制Glu水模、NAA水模及Glu和NAA混合液水模進行1H MRS掃描。分別采用單體素1H MRS(TR/TE=2000/35、144、288ms)和多體素1H

4、MRS(TR/TE=2000/288ms)對各個水模進行掃描。觀察不同掃描參數(shù)時Glu的檢測情況。
　　 2、動物實驗
　　 生后3-5天健康新生豬17只,分成對照組(5只)和模型組(12只)。模型組雙側(cè)頸總動脈夾閉后同時6％低氧通氣30分鐘,分別于缺氧缺血(HypoxicIschemic,HI)后6小時(7組數(shù)據(jù))、12小時(4組數(shù)據(jù))、24小時(5組數(shù)據(jù))和72小時(3組數(shù)據(jù))以基底節(jié)區(qū)(包括內(nèi)囊、豆狀核、尾狀核及丘

5、腦)為感興趣區(qū),對新生豬進行多體素1H MRS(TRITE2000/288ms)掃描,檢測基底節(jié)區(qū)Glu/Glx于HIBI后不同時間的變化情況。
　　 MR掃描后立即處死動物,使用自動氨基酸分析儀對不同時間點右側(cè)基底節(jié)區(qū)(包括內(nèi)囊、豆狀核、尾狀核及丘腦)Glu濃度進行精確定量。并與MRS檢測結(jié)果進行相關(guān)性分析。
　　 取左側(cè)基底節(jié),通過免疫組化方法研究NMDAR1(NR1)和磷酸化NMDAR1(Phospho-NR1)在

6、HIBI術(shù)后不同時間點的表達情況。
　　 二、臨床部分
　　 經(jīng)臨床確診為HIE的患兒(13例)及正常對照新生兒(8例),平均日齡為8.09±0.92天,其中女8例,男13例。對所有患兒進行多體素MRS掃描,檢測基底節(jié)區(qū)(包括內(nèi)囊、豆狀核及尾狀核頭)Glu/Glx峰下面積,分別以NAA和Cr作為內(nèi)參考,測量β-、γ-Glx/NAA、β-、γ-Glx/Cr、α-Glx/NAA和α-Glx/Cr比值,并進行統(tǒng)計學分析,觀察H

7、IE組與正常對照組之間的差異性。
　　 結(jié)果：
　　 一、基礎(chǔ)部分
　　 1、水模MRS掃描
　　 單體素1H MRS掃描時,采用不同的TE(35ms、144ms、288ms)時間,均可以于2.0ppm、2.35ppm及3.75ppm處檢測到Glu峰,且隨著TE時間的延長,測得Glu峰高度逐漸降低。多體素1H MRS掃描時,分別于2.0ppm、2.3-2.6ppm及3.75ppm處檢測到Glu峰,但是基線

8、波動較大,其中位于3.75ppm處的α-Glx峰較低。
　　 2、氨基酸自動分析儀結(jié)果
　　 氨基酸自動分析儀檢測得到右側(cè)基底節(jié)谷氨酸濃度術(shù)后6h、24h和72h均高于對照組(P＜0.05)。術(shù)后12h右側(cè)基底節(jié)谷氨酸濃度低于術(shù)后其它各組(P＜0.05)。
　　 3、動物模型MRS檢測結(jié)果
　　 β-、γ-Glx/NAA值于術(shù)后6h明顯高于對照組,至12h谷氨酸濃度降低,隨后至72h,谷氨酸濃度又逐漸上升

9、(P＜0.05)。MRS檢測到Glu/Glx與氨基酸分析儀測得Glu濃度之間存在相關(guān)性(P＜0.05),且呈正相關(guān)(r=0.703)。
　　 4、免疫組化研究
　　 新生豬HIBI術(shù)后各組基底節(jié)區(qū)NR1表達較對照組明顯減低。術(shù)后12h基底節(jié)NRl表達低于術(shù)后6h;術(shù)后24h基底節(jié)NR1表達高于12h;術(shù)后72h基底節(jié)NR1表達低于術(shù)后各組。
　　 新生豬HIBI術(shù)后6h基底節(jié)區(qū)Phospho-NR1表達較對照組升

10、高,6h到12h表達減低,隨后表達再次明顯升高,表達趨勢同NR1基本相反。Phospho-NR1的表達變化與氨基酸分析儀測得的谷氨酸濃度以及MRS測得的β-、γ-Glx/NAA變化一致。
　　 二、臨床部分
　　 HIE組α-Glx/NAA和α-Glx/Cr均大于對照組,且兩組之間有統(tǒng)計學差異(P＜0.01)。HIE組Lac/Cr、Lac/NAA與對照組相比明顯增高(P＜0.01)。
　　 結(jié)論：
　　

11、一、基礎(chǔ)部分
　　 1、HIBI后基底節(jié)谷氨酸濃度增高。使用TE=288ms的多體素1H MRS可以檢測腦內(nèi)Glu/Glx的變化,以NAA作為內(nèi)參考,比Cr作為內(nèi)參考可以更準確的反映腦內(nèi)Glu的變化。
　　 2、正常動物基底節(jié)區(qū)神經(jīng)元均表達NR1及Phospho-NR1,HIBI后腦內(nèi)大量NR1被激活,且與腦內(nèi)Glu的釋放有關(guān)?？梢酝ㄟ^MRS測得的β-、γ-Glx/NAA間接反映腦內(nèi)NMDA受體的激活情況。