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时域体内荧光成像技术应用于实验性脑中风血脑...(四)

2020.7.13
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

短暂的MCAO后BSA-Cy5.5体内成像对比度增强

为确认60分钟MCAO后BBB渗透性选择的大小,在MCAO后立即静脉注射50mg BSA-Cy5.5,然后动物在1、3、24小时灌注后成像(图3A)。因为BSA-Cy5.5循环的半衰期远长于Cy5.5,只有一个需要注入进行长达24小时的纵向研究。图3表明注入BSA-Cy5.5后,对照组的(上部)和缺血性(下部)头部ROI FI信号的动物。动物经过MCAO后(图3,B和C),三小时后大脑左半球的FI平均信号比右半球增加2.5倍,24小时在灌注后显著的增加(4.5倍)。未缺血的半球有轻微的信号,但是进过24小时再灌注的模拟组相比没有明显的提高(图3D)。由于BSA-Cy5.5血浆半衰期长,在24小时后缺血半球观察的对比反差增强,反应的是大脑积累动力学而不是BBB子啊不同时间点的渗透性位点。
三维影像图的X轴,Y轴和Z轴表现出头部的切面(图3D)和1毫米的断层成像,两者都显示出在MCAO后24小时BSA-Cy5.5信号左侧半球的明显的单侧化。在光学部分对应于6至7毫米深从头顶剖面(图3E放大的图片),BSA-Cy5.5的浓度信号完全的偏向左半球,相当于在右半球MCA区域没有检测到信号(图3E,坐标轴描述)。观察到头部剖面后部的信号双向起源于下颌下和肩颈区的腺体和软组织,这里大的MW BSA-Cy5.5长时间存在。

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图三:经过60分钟适度的MCAO后,接着进行24小时再灌注并注入50mg BSA-Cy5.5后头部ROI区域有代表性的体内成像图片。A,实验方法图。B,模拟组(上部)和经过MCAO(底部)荧光强度(FI)的典型图像。C,左侧缺血(黑色正方形)和经过MCAO后大脑对侧半球(黑色三角形)的定量分析,以及模拟组动物再灌注左(空心正方形)和右侧半球(空心三角形)。每一个点表示从六个动物中获得的FI值±SD。星号显示左右半球存在显著性差异((p <0.05)。D,体内头部浓度体积测定面(X、Y、Z)动物头部侧面3D断层成像重建。E,Z轴部分(201mm切片)通过头部厚度。头部顶端侧面6—7毫米深度部分的信号最强。是6个动物最具代表性的实验结果。

体外大脑成像的体积分析

大脑体外成像的体积测定采用Cy5.5和BSA-Cy5.5荧光浓度信号的比较, 3D重建和光切面。光切面的Cy5.5的浓度信号通过X,Y和Z轴见图4A。缺血的核心区域与梗塞的边缘部位的Cy5.5浓度信号增加四倍(见图4A,Z轴),缺血性核心区域是对侧半球的12.5倍(见图4A)。BSA-Cy5.5浓度增加左大脑半球的平面和三维重建图见图4B和C。对比增强的体积估算采用每一个切片的厚度的倍数增加,Cy5.5和BSA-Cy5.5分别为(71±11 mm3)和(44±7 mm3)。梗塞体积的测量单个动物的经过60分钟的MCAO和24小时的重灌TTC染色为43.61 ± 0.98 mm3,与已报道的文献相似。

与对侧半球观察的组织切面的Cy5.5外渗相比,对侧半球中未检测到BSA-Cy5.5外渗,使用荧光显微方法(数据未显示)。尽管大脑体外的大多数荧光增强的信号测量很可能来自外渗示踪物(薄壁组织),我们不能排除在这些示踪物在分析中残余在血管内。

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图四:动物经过60分钟MCAO后24小时再灌注并注入Cy5.5(100nmol,成像前15分钟)(A)或BSA-Cy5.5(50µg,成像前24小时),动物体外大脑成像的典型图像(B和C)。通过厚度切片体外大脑(光学断层成像)的Z、X和Y的图像。B,BSA-Cy5.5分布的体积测定面的体外重建的典型图片(X、Y、Z)。C,Z轴部分是通过体外大脑厚度切面显示出左侧半球Cy5.5-BSA 信号完全的偏侧性。是6个动物最具代表性的实验结果。

瞬息态MCAO的体内成像没有对比增强

鉴于内源荧光团的荧光寿命随组织微环境而改变。随后检测通过瞬息态的MCAO(60分钟后接着进行24小时再灌注)大脑注入是否能被体内时域光学技术检测到。尽管经过MCAO后左半球和右半球的内源FI相同(图5A和表1),MCAO后左侧缺血半球的内源FI的平均值明显(P<0.05)高于对侧半球(图5A和表1)。

同样,缺血半球的荧光寿命的平均值av比再缺血值显著增加(图5A和表1)。经过MCAO后左半球和右半球的归一化衰减曲线分别显示与图5b1和图5b2。在缺血半球衰减缓慢。在缺血半球的大脑体外内源FI和tav值显著提高(见表1)。因此,缺血区域内源FI和tav值和体内和体外的信号参数相同。

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图五:A,经过60分钟MCAO,24小时前后头部ROI区域的内源荧光强度(FI)和荧光寿命(t)的代表性图像。B,MCAO前(b1)和MCAO后24小时(b2),大脑左半球(红色)和大脑又半侧(绿色)的标准的时间衰减曲线。分析的像素选择显示在A的红色和绿色的星状图形。C,大脑体外成像有代表性的内源FI和荧光寿命。


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