轻度认知障碍患者功能脑网络模块分离研究

目的 探索功能脑网络模块分离在轻度认知障碍(MCI)患者中的改变及其应用价值。资料与方法 2018年8月—2021年6月于广州市第一人民医院体检中心招募28例MCI患者和15例健康对照者,对所有受试者采集静息态功能磁共振图像,利用GRETNA软件对数据进行预处理及功能网络构建,然后利用图论分析方法在网络稀疏度为0.2时,计算模块化指数、节点参与系数及平均参与系数,比较组间差异,并采用Bonferroni多重比较校正方法对结果进行校正。结果 与健康对照组比较,MCI组的模块化指数较低(t=-2.30,P=0.03),平均参与系数差异无统计学意义(t=1.495,P=0.14);MCI组左侧补充运动区、右侧枕上回、左侧中央旁小叶、左侧丘脑、右侧颞横回及右侧颞上回脑区的节点参与系数均高于健康对照组(t=2.29、2.73、2.57、2.40、2.64、2.07,P均<0.05)。结论 MCI患者的模块分离程度较健康对照者减低,主要累及视觉、听觉和躯体感觉运动脑区,这可能成为MCI活体功能影像图谱的潜在生物标志物。

氢质子磁共振波谱活体检测结肠癌耐药性及其分子标志物的探索

目的探索氢质子磁共振波谱(1H-magnetic resonance spectroscopy,1H-MRS)活体评价人类结肠癌耐药性及可能分子标志物。材料与方法 8只耐药与8只不耐药人类结肠癌SW480荷瘤裸鼠于肿瘤最大径大于1.5 cm后,分别行1H-MRS检查后,过度麻醉处死荷瘤鼠,切下肿瘤,检测肿瘤的坏死(HE染色)及P-gp、MRP1、PKC、γ-GCSh、γ-GCSl、GSHS、GST蛋白表达(Western blot)。结果耐药组人类结肠癌SW480裸鼠模型Cho峰、Lac峰、Glx1峰、Lip及Ins峰/Cr峰面积较不耐药组人类结肠癌SW480/5-FU裸鼠模型增加,差异有统计学意义(P<0.05)。在HE切片上,组耐药组与不耐药组均见少许坏死,两组组织坏死面积差别无显著性,不耐药组组织间隙较耐药组增大。耐药组PKC、P-gp、MRP1、γ-GCSh、γ-GCSl、GSHS、GST蛋白表达显著高于不耐药组(P<0.05)。Cho峰、Lac峰、Glx1峰、Lip及Ins峰/Cr峰面积与肿瘤耐药相关蛋白表达有明显相关性。结论 Cho峰、Lac峰、Glx1峰及Ins峰/Cr峰面积比有可能作为活体监测结肠癌SW480耐药性的分子标志物。

^(1)H-MRS活体检测结肠癌谷氨酸代谢物改变与耐药性关系及病理生理基础研究

目的:运用^(1)H-MRS活体检测人类结肠癌组织谷氨酸代谢物的水平,探索活体评价结肠癌耐药性的可能。方法:采用大剂量冲击法诱导建立对5-FU耐药的结肠癌SW480耐药株(SW480/5-FU)。建立SW480组与SW480/5-FU组荷瘤鼠。检测肿瘤组织的蛋白激酶C、P-糖蛋白、多药耐药相关蛋白1、γ-谷氨酸合成酶重链、γ-谷氨酸合成酶轻链、谷胱甘肽合成酶、谷胱甘肽S转移酶-π蛋白表达(Western Blot),坏死(HE染色),耐药性(MTT法)。结果:^(1)H-MRS活体检测SW480/5-FU组肿瘤组织Cho峰、Lac峰、Glx1峰、Glx2峰面积较SW480组增加(P<0.05)。在HE切片上,两组肿瘤组织坏死程度无明显差别(P>0.05)。SW480/5-FU组肿瘤蛋白激酶C、P-糖蛋白、多药耐药相关蛋白1、γ-谷氨酸合成酶重链、γ-谷氨酸合成酶轻链、谷胱甘肽合成酶、谷胱甘肽S转移酶-π表达均明显高于SW480组(P<0.05)。1H-MRS检测肿瘤代谢物Cho峰面积与P-糖蛋白、多药耐药相关蛋白1、γ-谷氨酸合成酶重链、γ-谷氨酸合成酶轻链表达呈正相关;Lac峰面积与P-糖蛋白、γ-谷氨酸合成酶重链表达呈正相关;Glx1峰面积与多药耐药相关蛋白1、谷胱甘肽S转移酶-π表达呈正相关;Glx2峰面积与多药耐药相关蛋白1、γ-谷氨酸合成酶重链、γ-谷氨酸合成酶轻链、谷胱甘肽合成酶表达呈正相关。结论:^(1)H-MRS可通过检测代谢物Glx1峰面积、Glx2峰面积的升高,反映谷胱甘肽生物学合成过程的增加,是肿瘤耐药形成的原因之一;肿瘤的膜代谢活跃、肿瘤酸化对谷胱甘肽生物学合成过程有促进或协同作用。

体素内不相干运动成像在体检测人类结肠癌SW480裸鼠耐药性

目的探讨体素内不相干运动(IVIM)成像活体评价人类结肠癌SW480裸鼠耐药性及其可行性。方法对耐药组(n=5)和不耐药组(n=5)人类结肠癌SW480荷瘤裸鼠于肿瘤最长径大于1.50 cm后分别行IVIM DWI检查,测量肿瘤真扩散系数(D)、假扩散系数(D~*)及灌注分数(f)。处死荷瘤鼠,检测肿瘤坏死(HE染色)、凋亡(TUNEL法)及P-糖蛋白(P-gp)、多药耐药相关蛋白1(MRP1)、蛋白激酶C(PKC)蛋白表达(Western Blot),对IVIM参数和肿瘤蛋白表达情况进行相关分析。结果不耐药组D较耐药组增高(P<0.05),2组D~*和f差异无统计学意义(P均>0.05)。2组肿瘤组织坏死区域范围相似;耐药组细胞核较不耐药组增大,且细胞间排列更紧密,细胞密度较大。2组肿瘤细胞凋亡指数差异无统计学意义(P>0.05)。耐药组PKC、P-gp、MRP1蛋白表达均较不耐药组增加(P均<0.05)。肿瘤D值与P-gp、MRP1、PKC表达均呈负相关(P均<0.05)。结论 IVIM成像参数D值可能成为评估小鼠人类结肠癌SW480耐药性的指标。

轻度认知障碍额叶白质1H-MRS与认知功能的相关性

目的探索氢质子磁共振波谱(1H-magnetic resonance spectroscopy,1H-MRS)在轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)患者中双侧额叶白质代谢物变化及其应用价值。材料与方法前瞻性收集社区招募并经过筛选的174名志愿者,经过神经心理学量表评估后分为MCI组及正常对照组(normal control,NC)。同时对其双侧额叶白质进行单体素1H-MRS扫描,利用LCModel软件自动计算双侧额叶白质主要代谢物的相对浓度。结合协方差分析、独立样本t检验及非参数曼-惠特尼U检验以比较两组间代谢物相对浓度差异,使用Pearson及Spearman相关分析法探索代谢物相对浓度与量表评分的相关性。结果老年受试者(≥60岁)MCI组左侧额叶白质谷氨酸及谷氨酰胺相对浓度较NC组增加(1.77±0.08、1.48±0.08;Z=2.640,P<0.05)。针对MCI组受试者量表得分进行分析,发现听觉词汇学习测验长延时记忆及再认得分与右侧额叶白质N-乙酰天门冬氨酸+N-乙酰天门冬氨酸谷氨酸(N-acetylaspartate and N-acetylaspartylglutamate,NAA+NAAG)呈负相关(r=-0.241、-0.342,P均<0.05);形状连线测试(shape trails test,STT)-A完成时间与左侧额叶白质NAA+NAAG呈负相关(r=-0.235,P=0.044);STT-A及STT-B完成时间均与右侧额叶白质肌醇呈正相关(r=0.379、0.398,P均<0.05)。结论1H-MRS代谢物改变有望作为临床上早期诊断MCI的参考依据。

MRI活体示踪PEG/PEI-SPIO标记脂肪源性干细胞移植治疗AD大鼠模型

目的观察采用聚乙二醇/聚乙烯亚胺修饰超顺磁性氧化铁(PEG/PEI-SPIO)MRI活体示踪脂肪源性干细胞(ADSC)移植治疗阿尔茨海默病(AD)的可行性。方法将48只AD模型大鼠随机均分为标记组、未标记组和磷酸缓冲盐溶液(PBS)组,分别向侧脑室内注入PEG/PEI-SPIO标记或未标记ADSC及PBS液;另取16只大鼠作为假手术组。分别于第7、14、21、28天行头部MRI,检测海马、颞顶叶皮质、小脑T2值及脑组织铁含量。结果移植后各时间点标记组海马区及皮质区T2值均较其余3组缩短(P均<0.05);第7、14天其皮质区T2值小于海马及小脑,第21、28天海马区T2值小于皮质及小脑(P均<0.05)。相同时间点标记组各脑区铁含量均较其余3组增加(P均<0.05);移植第7、14天,标记组颞顶叶皮质区铁含量较海马及小脑增加(P均<0.05),第21、28天海马区铁含量较颞顶叶皮质及小脑增加(P均<0.05)。结论PEG/PEI-SPIO标记ADSC可反映其在AD模型鼠脑内的分布及迁移,并可通过MRI进行活体示踪。

基于图论的轻度认知障碍患者功能脑网络研究

目的探索功能脑网络拓扑属性在轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)患者中的改变及其应用价值。材料与方法共纳入28例MCI患者和15例正常对照(normal control,NC),采集所有受试者静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)的图像后,利用GRETNA(Graph Theoretical Network Analysis)软件对数据进行预处理及功能网络构建,然后利用图论分析方法计算网络拓扑属性,通过两独立样本t检验比较组间差异,并采用Boferroni多重比较校正方法对结果进行校正。结果与NC组相比,MCI组聚类系数(clustering coefficient,Cp)及局部效率(local efficiency,Eloc)均下降,下降最明显的脑区主要位于视觉及听觉功能相关脑区,差异具有统计学意义(P<0.05);MCI组的特征路径长度(shortest path length,Lp)缩短(P>0.05),全局效率(global efficiency,Eglob)升高(P>0.05),差异不具有统计学意义。结论MCI患者的Cp及Eloc较NC组明显下降,且以视觉及听觉功能相关的脑区下降最明显,其有可能成为MCI准确诊断的潜在生物标志物。

基于磁敏感加权成像的深度学习算法模型分析脑浅静脉特征与皮层下深部白质病变相关性

目的 基于磁敏感加权成像(susceptibility-weighted imaging,SWI)图像建立深度学习算法模型分析脑浅静脉(superficial cerebral veins,SCV)形态学参数与皮层下深部白质病变(deep white matter lesions,DWML)之间的关联。材料与方法 招募健康志愿者364名,所有受试者行头颅常规序列及SWI扫描。随机选取其中200名受试者的SWI图像重建得到最小密度投影(minimum intensity projection,MinIP)图像,采用深度学习算法分析MinIP图像,建立SCV形态学特征的自动量化模型。采用该模型分析剩余164名受试者双侧大脑半球SCV的血管直径、曲率等形态学参数。根据有无皮层下DWML将164名受试者分为两组,分别为有皮层下DWML组(共53人)和无皮层下DWML (non-deep white matter lesions,N-DWML)组(共111人)。采用Mann-Whitney U检验对DWML组与N-DWML组的SCV形态学参数进行分析。对差异有统计学意义的指标和皮层下深部白质病变建立二元Logistic回归模型。结果 用于分析SCV形态学特征的深度学习算法模型在训练集的平均准确率为98.19%,在验证集的平均准确率为98.02%,测试集的平均准确率为98.03%。双侧大脑半球SCV的各项量化指标在年龄及受教育年限的分布中差异均无统计学意义(P>0.05),但在性别中分布中差异有统计学意义,表现为男性双侧大脑半球SCV血管数量均显著多于女性(右侧P=0.004,左侧P<0.001)。DWML组和N-DWML组在双侧大脑半球的SCV直径及数量中差异均无统计学意义(P>0.05),DWML组的SCV曲率较N-DWML组显著增大(P<0.001)。右侧大脑半球SCV曲率与DWML的发生呈显著正相关(回归系数为2.035,P=0.015)。结论 SCV形态学改变与DWML之间存在潜在关联,SCV曲率改变可能通过影响局部血流动力学改变从而导致DWML的发生。