无创评估小鼠大脑中BBI对水的渗透性的报告

作者：翟夷 北京市朝阳区六里屯社区卫生服务中心(北京城建老年病医院)

在本研究中，我们在一个单独的短TI采集中测量了动脉传输时间（δa）。在395±54 ms处测量平均皮质，时间，提供了BBI对水的渗透性的定量替代指标的测量结果与使用类似的方法估计的大鼠皮质脑组织高度相似。也可与来自人脑灰质的转移时间参数（Tbl-ex）相比较，其中Tbl-ex为440±30 ms，使用T2-ASL方法。必须做进一步的工作，将这些值联系起来，以建立一个金标准的测量值这可以通过具有正电子发射的放射性标记水来实现断层扫描（PET），尽管目前还不清楚这种技术是否能够区分这里观察到的快速水交换时间尺度的变化（即平均交换时间=343 ms（WT）vs452 ms（Aqp4-/-））。然而，据我们所知，这是第一个无创评估小鼠大脑中BBI对水的渗透性的报告，这为未来应用于神经退行性疾病和特定BBI异常的模型提供了机会。
Multi-TE ASL很有吸引力，因为它提供了一种非侵入性的方法来评估BBI的水渗透性。传统上，血脑屏障通透性功能障碍是通过动态造影增强（DCE）MRI来测量的，这需要钆等造影剂。当内皮紧密连接的明显破裂允许大的造影剂分子进入脑实质时，DCE-MRI可以检测到明显的血脑屏障缺陷检测BBI对水的通透性的变化可能识别出BBI的不同病理过程（例如AQP4极化的丢失），这可能发生在内皮层开放之前的神经退行性疾病进展的早期阶段。DW-ASL技术已被用于测定水交换率，报道在大鼠脑252±38分钟193±50分钟-1和110 ± 18分钟，在人白质126 ± 18分钟使用应用于小鼠皮质脑组织的适应性单通近似模型进行初步比较，显示出与其他物种具有合理的相似性（Kw = 141 ± 22 min-1）。Multi-TE ASL和DW-ASL不需要注射MRI示踪剂来测量通透性，尽管这些药物在临床中常规使用，但越来越多的人猜测重复剂量可能对长期患者造成的潜在危害。因此，无创的BBI渗透性测量可能有进一步的临床益处。在各种研究中，也提出了使用替代对比机制来评估血脑屏障对水的渗透性的适应性美国手语方法。DW-ASL技术可能由于信号衰减的方向依赖性而变得复杂，这依赖于所选择的流入时间。最近的一项研究通过测量引流到大脑静脉的标记自旋的比例来估计水提取分数，以测定血脑屏障的水渗透性，这种方法提供了有限的空间特异性，并可能限制了可以评估血脑屏障通透性的区域，因为需要从大的引流静脉中提取信号。显示了本研究中研究的冠状切片内交换时间的空间异质性。本研究旨在测量皮质区水交换时间，以及通过AQP4表达对该参数的调节。然而，未来的研究可能希望进一步探索水交换时间的区域分布，可能是通过采用多层螺旋的方法来进行图像采集。需要进一步的实验来进一步探索其他因素，如紧密连接蛋白的分布、周细胞覆盖或AQP4极化程度如何影响通过BBI的水通量。越来越多的证据表明，AQP4水通道在脑Aβ清除中起重要作用。AQP4血管周围定位的缺失被认为是与Aβ负担增加相关的一个因素。研究表明，AQP4极化与人脑中AD的严重程度相关.这些数据表明，这里应用的多teASL技术对血管周围AQP4的表达很敏感，因为该技术是专门针对BBI上的水交换的。未来将多teASL应用于其他遗传小鼠模型的研究可以更具体地解决特定的AQP4池对水在BBI中转移的影响。总之，我们已经开发了一个多teASL技术用于小鼠大脑，以评估aqp4介导的在BBI上的水转运。先前的研究表明，这种水运输系统的能力是从大脑中清除Aβ的关键决定因素。aqp4介导的清除途径的重要性，如胶状淋巴系统，使该技术成为一个有前途的和临床适用的工具，以更好地理解aqp4介导的清除在阿尔茨海默病等病理条件中的作用。
在较短的流入时间内建模ASL信号.所有受试者的归一化平均皮质信号拟合到一个线性模型中，并显示了平均值和相关误差（± std）。个体受试者的代表性动脉传输时间（δa）图。针对个体受试者的代表性CBF地图。将显示各自的比例条。