● 摘要
中枢神经系统(Central Nervous Systerm,CNS)的再生是一个世界性难题,与外周神经系统及皮肤等相比,CNS组织的再生能力很有限,近期组织工程学的出现使CNS再生成为可能。随着神经损伤与再生研究的进步,神经修复在临床中具有广阔的应用前景。实验阶段评价治疗效果的方法在临床应用中受到了限制,需要寻找新的非创伤的方法来评价修复效果。本实验通过壳聚糖NT-3复合物对大鼠脑损伤模型进行修复,采用免疫组织化学、行为学方法对修复的效果进行评价,并对正常大鼠进行弥散张量成像(Diffusion Tensor Image,DTI)和磁共振波谱成像(Magnetic Resonance Spectroscopy, MRS)扫描,分别利用DTIStudio和jMRUI软件建立DTI和MRS数据处理方法,为后续脑损伤修复提供神经影像学依据。通过直接吸取部分皮质和部分海马CA1区的方法制作脑损伤模型。采用壳聚糖神经营养素-3(Neurotrophin-3,NT-3)复合物修复损伤,在损伤和修复后15天,1个月进行免疫组织化学和行为学方法检测修复效果。实验结果表明:实验成功建立大鼠脑损伤模型,造成认知行为障碍。解剖后目测和苏木精-伊红(Hemotoxylin-eosin Stain Method, HE),尼氏染色显示移植物与大鼠脑组织较好地融合;壳聚糖NT-3复合物移植1月组神经丝蛋白(Neurofilament,NF)免疫组织化学染色显示有神经纤维长入损伤区和移植物内;由损伤对侧对称位置注射生物素标记葡聚糖(Biotin Dextran Amine,BDA)进行神经束追踪,在壳聚糖NT-3复合物修复组的损伤区内发现被标记的神经元及神经纤维;壳聚糖NT-3复合物修复组损伤边缘胶质纤维酸性蛋白(Glial Fibrillary Acidic Protein, GFAP)阳性细胞与单纯损伤组相比有所减少。水迷宫结果显示:各时间点单纯损伤组分别与假损伤组的潜伏期存在显著性差异;各时间点壳聚糖NT-3复合物修复组和单纯壳聚糖组的潜伏期均与单纯损伤组有统计学差异,与假损伤组相比没有统计学差异。因此壳聚糖NT-3复合物能够对大鼠脑损伤进行修复,并能抑制瘢痕的形成。采用Bruker Biospin7.0T超导型磁共振扫描仪对正常大鼠行DTI和MRS扫描,并分别用DTIStudio和jMRUI对DTI和MRS数据进行后处理。从DTIStudio得到的表观弥散系数图(apparent diffusion coefficient,ADC),各向异性分数图 (Fractional Anisotropy,FA),并画取感兴趣区域(Region of Interest,ROI)(胼胝体,两侧海马伞和两侧海马CA1区)的各个参数值,除参数分析外,对ROI进行纤维示踪,统计纤维数量;采用jMRUI中奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)方法对MRS进行数据处理得到神经前体细胞的特征峰。数据处理后发现:正常大鼠脑部DTI显示两侧海马CA1区和两侧海马伞处各参数值相差较小;大鼠脑中白质部分FA较高;对海马CA1区进行纤维示踪显示纤维束,并获得ROI的纤维束的个数。因此采用DTIStudio对大鼠海马损伤修复后DTI数据处理是可行的。正常大鼠海马MRS数据奇异值分解处理显示有神经干细胞的特征峰,因此实验中建立的处理方法对脑损伤修复后神经干细胞的激活和迁移的检测是可行的。
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