熊建忠 陆兵勋

(南方医科大学南方医院神经内科，广东 广州 510515)

近年来神经保护药物在脑缺血中的应用已成为临床关注的热点。随着功能磁共振技术的发展，使得在体动态观测神经保护药的疗效成为可能。本研究将通过核磁共振功能成像技术，研究米诺环素(MC)对脑缺血再灌注后缺血体积、脑水肿及血脑屏障的影响，为MC治疗缺血性脑血管病提供相关影像学资料。

1 材料与方法

1.1 动物分组 选择健康成年雄性SD大鼠30只(中南大学动物实验室提供)，平均体重 (250～300)g，随机分为5组 ，每组6只，即假手术组(术后30min腹腔注射MC45mg/kg)，生理盐水组(大鼠脑缺血后30min腹腔注射等量生理盐水)，预处理组(大鼠脑缺血前12h腹腔注射MC45mg/kg)，30min组(大鼠脑缺血后30min腹腔注射MC45mg/kg)，4h组(大鼠脑缺血后4h腹腔注射米MC45mg/kg)。

1.2 方法

1.2.1 脑缺血再灌注模型的制作 以Longa改良法制备大鼠缺血再灌注模型。大鼠用10%水合氯醛腹腔注射麻醉(350mg/kg)，颈部正中切口，钝性分离，暴露右颈总、颈内和颈外动脉，结扎颈外动脉和颈总动脉。在颈总动脉分叉处剪一小口，沿颈内动脉向颅内插入鱼线(插入深度约18.5±1.5mm)。栓塞90min后将鱼线拔出。假手术组鱼线插入深度为10cm〔1〕，余步骤相同。

1.2.2 动物模型评分标准 参照 Longa评定法，进行神经功能缺损程度的评分:0分，无症状;1分，左前肢持续屈曲，提尾实验阳性;2分，侧推抵抗力减弱向对侧旋转，转圈试验阳性;3分，向左侧倾倒;4分，无自发行走 ，意识障碍。1～4分为成功模型。

1.2.3 MRI检查 采用GE1.5T超导型磁共振成像系统，扫描时将大鼠仰卧位固定，自主呼吸，3寸表面线圈，行SE序列冠状面扫描。血管源性脑水肿及血脑屏障通透性评价:选取包括两侧侧脑室的层面为测量层面，在患侧病灶中心及对侧对应区分别测量感兴趣区(ROI)的平均信号强度(SI)。T1WI信号强化区域的平均信号强度值以强度比，rSI-T1WI=强化区平均信号强度值/对侧镜像区平均信号强度值×100% 表示。T2WI信号强化区域的平均信号强度值以强度比，rSI-T2WI=强化区平均信号强度值/对侧镜像区平均信号强度值×100% 表示。脑缺血体积的测定:利用体积分析软件测出病变体积(LV)及缺血侧半球体积(HVi)，对侧半球体积(HVc)。求得校正后缺血病变体积比 =(HVc－HVi+LV)/HVc×100〔2〕。

1.3 统计学处理 采用SPSS13.0统计软件进行分析，数据以x±s表示，各组间数据采用单因素方差分析比较。

2 结果

2.1 各组脑梗死体积 除假手术组外各组大鼠T2WI扫描均显示高异常。预处理组、30min、4h组脑缺血体积均明显小于生理盐水组，见表1。

2.2 各组相对表观扩散系数(rADC)值的变化 假手术组DWI扫描无异常表现，预处理组，30min组ADC值较生理盐水组均明显升高，4h组ADC值较生理盐水组有所升高但差异无统计学意义，见表1，图1。

2.3 各组大鼠 SI-T2WI、SI-T1WI值的变化 各组大鼠T2WI扫描及T1WI增强扫描均可见异常高信号，T2WI上的高信号与T1WI增强扫描上高信号相比分布位置是一置的，但T2WI高信号范围比T1WI的强化范围大。预处理组，30min，4h组相对SI-T2WI及SI-T1WI值均明显小于生理盐水组，见表2，图1。

表1 各组大鼠脑缺血体积及rADC(x ± s，n=6)

表2 各组大鼠相对SI-T1W值及相对SI-T2WI值(x ± s，%)

图1 生理盐水组MRI检查

3 讨论

以往评价治疗脑血管疾病药物的疗效主要是靠病理检查及神经行为学评分。而功能磁共振成像为脑缺血的神经保护药物疗效监测、作用机制、作用效果对比等研究提供一种简单、有效且实用的方法〔3〕。MC是一种半合成的第二代四环素衍生物，对革兰氏阳性及革兰氏阴性球菌等都有较好的抗菌作用〔4〕。最近研究表明MC具有抗炎、抗凋亡、抗氧化等神经保护作用〔5〕。本研究采用大鼠大脑中动脉栓塞(MCAO)缺血再灌注模型，借助功能磁共振弥散加权像(DWI)与T2WI，T1WI增强扫描，了解不同时段注射米诺环素对缺血再灌注大鼠脑水肿，血脑屏障及脑缺血体积影响。

脑缺血后梗死区能源耗竭，钠、钾泵功能障碍，不能维持细胞内外正常离子梯度差，细胞膜通透性增加，水分子由细胞外间隙大量流入细胞内引起细胞肿胀，细胞外间隙变小 ，这种细胞毒性水肿限制了水分子的扩散(布朗运动 )，使 ADC值降低，在磁共振DWI上表现为高信号影。本研究表明脑缺血后30minDWI出现异常高信号，ADC值降低，这一过程持续2～3d。DWI对急性脑缺血非常敏感，可用于评价急性脑缺血细胞水肿程度。正常脑组织中，静脉注射的顺磁性造影剂钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)不能通过血脑屏障，只有在血脑屏障完整性破坏时，T1WI增强扫描才会出现信号强化，其信号强度可反映出血脑屏障的受损情况，有研究表明血管源性水肿和血脑屏障开放的部位、范围和程度均具有很好的相关性〔6〕。脑缺血后MRI T2值的变化与血脑屏障破坏后血浆蛋白渗出引起的血管源性水肿相关，T2WI是检测脑缺血再灌注损伤中血管源性水肿的可靠方法〔7〕。

本组数据显示，假手术组在DWI和T2WI，T1WI增强扫描中均无异常表现。预处理组，30min及4h组脑缺血体积，T2WI相对信号强度，T1WI增强扫描的相对信号强度，均显著低于生理盐水组，以预处理组及30min效果明显;预处理组，30min组ADC值较生理盐水组显著升高，而4h组ADC值与生理盐水组相比结果无统计学差异。这可能与脑缺血后脑细胞水肿发生早，短时间内达到细胞毒性水肿高峰有关。本研究结果显示MC对脑缺血灌注损伤大鼠脑组织有明显保护作用。其可能的机制有:①MC能抑制缺血后环氧化酶-2(COX-2)的表达〔8〕，从而抑制了NO通路的调节而产生氧化应激反应，减轻了脑缺血组织的损伤;②MC还可抑制缺血后半胱氨酸酶(caspase-1)和caspase-3 的表达〔9〕，抑制小胶质细胞激活〔10〕，稳定线粒体膜〔11〕，上调抗凋亡因子bcl-2，从而起到抗凋亡作用;③MC还能抑制金属蛋白酶的表达及活性〔12〕，减少缺血再灌注损伤后的脑水肿起到脑保护作用。

本实验结果进一步显示MC能提高脑缺血再灌注大鼠ADC值，减轻脑水肿，减轻血脑屏障破坏程度，缩小脑梗死体积，进一步从影像学上证实了MC对缺血再灌注损伤的脑保护作用。另一方面也证实了MRI在急性脑梗死的疗效监测及预后评价中具有极大潜力和重要意义。但本试验观察时间短是本研究的一个缺点。

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2 GerrietsT，StolzE，WalbererM，etal.Noninvasivequantificationofbrain edemaandthespace-occupyingeffectinratstrokemodelsusingmagnetic resonanceimaging〔J〕.Stroke，2004;35(2):566-71.

3 MeyerJR，GutierrezA，MockB，etal.High-b-valuediffusion-weighted MRimagingofsuspectedbraininfarction〔J〕.AJNRAmJNeuroradiol，2000;21(10):1821-9.

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7 QiaoM，MaliszaKL，DelBigioMR，etal.CorrelationofcerebralhypoxicischemicT2changeswithtissuealterationsinwatercontentandprotein extravasation〔J〕.Stroke，2001;32(4):958-63.

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