阿爾茨海默病和正常人腦內(nèi)鐵代謝變化與磁共振校正相位值的相關(guān)性研究.pdf

1、目的：
　　正常人皮質(zhì)下基底節(jié)區(qū)（包括尾狀核、蒼白球、殼核、丘腦）是腦鐵沉積的主要部位，健康人隨著年齡的變化，腦內(nèi)上述核團(tuán)的鐵沉積也呈動態(tài)變化。在阿爾茨海默病、亨廷頓病、及帕金森病等神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生和發(fā)展中，基底節(jié)區(qū)鐵沉積會發(fā)生異常改變，并與病程發(fā)展相關(guān)。三維增強(qiáng)磁敏感成像（3D-enhanced susceptibility weighted angiography，ESWAN）是一種能敏感探測體內(nèi)順磁性物質(zhì)的磁共振成像技術(shù)

2、。校正相位圖(corrected phase imaging)是磁敏感圖像原始數(shù)據(jù)圖像的一部分，應(yīng)用校正相位圖測量所得感興趣區(qū)內(nèi)數(shù)值與腦鐵含量有相關(guān)性，因此，可以應(yīng)用測量校正相位值來反應(yīng)該區(qū)域內(nèi)的腦鐵含量。
　　本研究通過對不同年齡組的野生型小鼠及APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠進(jìn)行磁共振的ESWAN序列掃描，后處理得到校正相位圖分析感興趣區(qū)的鐵沉積，通過對比組織學(xué)鐵蛋白的分布及含量，研究隨著年齡變化，正常小鼠與阿爾茨海默病轉(zhuǎn)基因小鼠腦

3、鐵鐵沉積的變化規(guī)律。
　　通過對不同年齡組的健康受試者進(jìn)行ESWAN序列的掃描，并且聯(lián)合應(yīng)用質(zhì)子波譜技術(shù)對感興趣區(qū)進(jìn)行代謝物分析，研究隨著年齡的變化，人腦內(nèi)特定區(qū)域的鐵代謝與膠質(zhì)細(xì)胞代謝的關(guān)系。
　　方法：
　　一、基礎(chǔ)部分
　　1、研究對象:
　　APPswe/PSEN1de9基因突變型小鼠及年齡匹配的非轉(zhuǎn)基因野生型小鼠(C57BL/6)各5只（轉(zhuǎn)基因小鼠購自美國Jackson Laboratory，簡稱

4、為APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠），均為雌性，按照6月齡、12月齡、18月齡分組。
　　2、研究方法
　　模型組與對照組小鼠麻醉后行T1WI，T2WI和ESWAN序列掃描，對ESWAN原始圖像后處理后結(jié)合常規(guī)序列圖像進(jìn)行定位測量皮質(zhì)區(qū)、海馬區(qū)及丘腦區(qū)平均相位值。對鼠腦組織進(jìn)行鐵蛋白和Aβ蛋白(Aβ1-40)的免疫組化染色，并計數(shù)10×視野下(10×objective)感興趣區(qū)內(nèi)鐵蛋白及Aβ蛋白斑塊數(shù)量和面積所占百分比。應(yīng)用pear

5、son相關(guān)性檢驗對相同感興趣區(qū)的平均相位值(MPV)與斑塊數(shù)量、斑塊面積百分比分別進(jìn)行相關(guān)性分別。
　　二、臨床部分
　　1、研究對象:
　　2012年6月-2013年7月77名志愿者，年齡24～82歲（38男性，39女性），平均(44.4±17.3)歲，所有志愿者為右利手。志愿者無慢性炎性疾病史，無長期服用鐵制劑藥物史，均排除神經(jīng)系血管病、腫瘤、精神類疾病及手術(shù)、外傷病史。按年齡共分1～6組如下:第一組(20～29歲

6、，n=15)，第二組(30～39歲，n=12)，第三組(40-49歲，n=14)，第四組(50～59歲，n=14)，第五組(60～69歲，n=10)，第六組（70歲以上，n=12）。
　　2、研究方法:
　　所有圖像的采集應(yīng)用3.0Tesla MR掃描儀，所有受試者均進(jìn)行常規(guī)序列圖像采集，包括軸位T2WI、FLAIR用以排除基底節(jié)區(qū)潛在病變。聯(lián)合應(yīng)用軸位T2WI，矢狀位T2WI，冠狀位T2WI用于波譜掃描定位。ESWAN圖像

7、，采用高分辨率的三維擾相梯度回波序列，采集層面平行于前后聯(lián)合(AC-PC)。1H-MRS采用點分辨波譜(point resolved spectroscopy，PRESS)序列進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，應(yīng)用T1WI三位像對雙側(cè)基底節(jié)區(qū)進(jìn)行體素定位。
　　將所獲得ESWAN原始圖像傳至ADW4.4工作站。對原始圖像進(jìn)行噪聲的去除，校正后得成對相位圖及磁矩圖。聯(lián)合應(yīng)用相位圖和磁矩圖進(jìn)行定位，選擇基底節(jié)中間層面及其上下各一層，對雙側(cè)尾狀核(CA)、

8、蒼白球(GP)、殼核(PU)、丘腦(TH)進(jìn)行ROI的描畫得感興趣區(qū)內(nèi)的MPV。
　　結(jié)果：
　　一、基礎(chǔ)部分
　　1.APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠與對照組小鼠皮質(zhì)區(qū)(t=-2.201，p=0.045)和海馬區(qū)(t=-2.524，p=0.024)的MPV均具有統(tǒng)計學(xué)差異性。
　　2.APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠與對照組小鼠丘腦區(qū)的MPV不具有統(tǒng)計學(xué)差異性(t=-2.094，p=0.055)。
　　3.對照組小鼠

9、與APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠腦內(nèi)相同感興趣區(qū)的不同月齡組間的MPV均具有差異性(p＜0.05)。
　　4.APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠每組中的MPV與組織學(xué)分析所得鐵蛋白斑塊數(shù)量與范圍分別具有顯著相關(guān)性;在相同感興趣區(qū)內(nèi)，淀粉樣斑塊與鐵蛋白的數(shù)量與范圍分別具有相關(guān)性。
　　二、臨床部分
　　1.各年齡組間雙側(cè)基底節(jié)區(qū)尾狀核、蒼白球、殼核及丘腦的平均相位值，雙側(cè)基底節(jié)區(qū)代謝物Cho/Cr、mI/Cr比值均具有差異性。

10、>　　2.基底節(jié)區(qū)各核團(tuán)的相位值在左右兩側(cè)無統(tǒng)計學(xué)差異性，各核團(tuán)相位值均值由低到高的順序為蒼白球、殼核、尾狀核、丘腦，隨著年齡的增長各核團(tuán)相位值均呈現(xiàn)降低趨勢。
　　3.代謝物mI/Cr比值在左右兩側(cè)基底節(jié)區(qū)具有差異性，而Cho/Cr比值則在左右兩側(cè)無差異。同側(cè)Cho/Cr、mI/Cr比值具有相關(guān)性，其相關(guān)系數(shù)右側(cè)為r=0.605，左側(cè)為r=0.671。
　　4.左右兩側(cè)基底節(jié)區(qū)尾狀核、蒼白球、殼核和丘腦的平均相位值與該區(qū)域

11、內(nèi)代謝物Cho/Cr、mI/Cr比值均成負(fù)相關(guān)。
　　結(jié)論：
　　一、基礎(chǔ)部分
　　1.ESWAN技術(shù)的平均相位值改變與鐵沉積具有明顯相關(guān)性，為在體定量研究腦組織鐵沉積提供了新的方法。
　　2.APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠腦內(nèi)皮質(zhì)區(qū)、海馬區(qū)及丘腦區(qū)的鐵沉積持續(xù)增高，并且與淀粉樣斑塊的形成具有相關(guān)性。
　　二、臨床部分
　　1.隨著年齡的變化，雙側(cè)基底節(jié)鐵沉積與膠質(zhì)細(xì)胞的代謝相關(guān)。
　　2.基底節(jié)區(qū)