18F-FDG micro-PET/CT观察大鼠脑的神经元迁徙异常葡萄糖代谢特点的实验研究

摘要

目的：探讨幼年期、青少年期、成年期大鼠脑神经元迁徙异常(NMD)的18F-FDG micro-PET/CT特点，为研究NMD大鼠脑功能及癫痫源病灶的定位提供实验依据，同时希望能为以后研究人类脑神经元迁徙异常的诊断、治疗、预后评估等方面提供帮助。　　方法：本实验采用直线加速器进行X射线（剂量分别为0cGy、175cGy、195cGy和215cGy）照射怀孕17天的大鼠，X射线照射剂量不同，依次分别为:A组(0cGy)、B组(175cGy)、C组(195cGy)、D组(215cGy)，它们所生的仔一代(F1)中分别随机选取5只为实验对象，用于实验的仔一代大鼠均进行以下几项内容：①视频监控实验大鼠行为，时间点为出生后的6个月，在这6个月中每隔6天抽取1天，共抽取30天观察它们是否存在癫痫发作;②饲养实验大鼠时间分别为幼年期(P28)、青少年期(P50)、成年期(P77)时，均进行全麻后尾静脉注射18F-FDG氟化脱氧葡萄糖，micro-PET/CT分析实验大鼠脑的葡萄糖代谢特点，并行成年期脑体积的测定;③实验大鼠成年期时均进行Morris水迷宫（包括定位航行、空间搜索），检测其空间学习及记忆能力;④实验大鼠成年期时均进行颅内的六个部位（左右额叶、左右顶叶、左右海马）脑电图检测，每个部位检测时间为30min，统计每分钟痫样波的发作次数;⑤实验大鼠结束以上4项内容后行病理检测，再根据FCD分类。　　结果：①在抽取的视频中，观察到A组、B组、C组及D组大鼠发作自发性癫痫（达到Racine分级达3级及3级以上）的只数分别为:0只、2只、2只、1只。模型组大鼠自发性癫痫发作的总次数为61次，B组、C组、D组自发性癫痫发作次数所占比率分别为:32.78％、44.26％、22.95％。各组随着X照射剂量增加发作癫痫总持续时间也增长，模型组与正常组差异具有统计学意义(P＜0.01)，D组大鼠发作癫痫总持续时间与B组、C组之间差异有统计学意义(P＜0.01)，B组、C组之间差异无统计学意义。②micro-PET/CT显示模型组大鼠的双侧大脑半球葡萄糖代谢相对于正常组逐渐减弱，即18F-FDG摄取相对于正常组逐渐减少(P＜0.05)、呈剂量依赖性，每组颞叶葡萄糖摄取最弱，无单侧优势，各模型组与正常组之间的差异具有统计学意义(P＜0.05)，其中模型组之间比较，在P77天时顶叶部位D组、C组分别与B组差异有统计学意义(P＜0.05)，在P77天时额叶部位D组与C组之间差异有统计学意义(P＜0.05)，在P77天时杏仁核部位D组与B组之间差异有统计学意义(P＜0.05)，余差异无统计学意义;在X射线诱导剂量相同的条件下，幼年期、青少年期及成年期的NMD大鼠脑组织葡萄糖摄取逐渐减少，无单侧优势，215cGy组顶叶部位在P77天与P28天差异有统计学意义(P＜0.05)，余差异无统计学意义;模型组大鼠随X-射线诱导剂量增加左右大脑半球组织体积比正常对照组逐渐变小且薄(P＜0.05)，无单侧优势，各模型组与正常组之间差异具有统计学意义(P＜0.05)，模型组之间差异无统计学意义;还可见NMD大鼠大脑胼胝体不全或缺失。③模型组大鼠成年期每天逃生潜伏期明显比正常组长，差异有统计学意义(P＜0.01)，当训练次数增加后，逃生潜伏期逐渐减短，但仍比正常组长。同天模型组之间随着X照射剂量增加逃生潜伏期更长，但差异无统计学意义。各模型组成年期大鼠穿越平台的次数明显比正常组少(P＜0.01)，目标象限路程比率比正常组低(P＜0.01)，差异有统计学意义。随着X照射剂量增加，模型组穿越平台的次数更少，目标象限路程比率更低，但差异性无统计学意义。④模型组所采集的脑电图中明显可见较多的痫样波，模型组平均每分钟痫样发作次数的中位数比正常组多(P＜0.05)，A、B、C、D组分别为1.25次/min、8.51次/min、16.13次/min、11.79次/min，无单侧优势，模型组之间相同部位差异无统计学意义。⑤NMD大鼠脑的大体标本可见左右大脑半球变小且变薄、双侧大脑半球相离较远、侧脑室扩大、胼胝体缺失、脑体积变小，双侧大脑半球变化程度相似;Nissl染色示明显可见模型组大鼠脑的皮质层结构紊乱、异位灰质团块，海马结构异常，胼胝体发育不良或缺失，FCD分类见模型组存在FCDⅠ a占(33.3％，5/15)，FCDⅠ b占(53.3％，8/15)，FCDⅡa占(26.7％，4/15)。　　结论：⑴18F-FDG micro-PET/CT图像反应出NMD大鼠大脑半球葡萄糖摄取降低（左右大脑半球几乎相同）、胼胝体缺失、脑体积减小，模型组随着X射线照射的剂量增加，上述特点表现得越突出。⑵18F-FDG micro-PET/CT图像反应出NMD大鼠大脑在X射线诱导剂量相同的条件下，幼年期、青少年时期、成年期NMD大鼠的大脑半球葡萄糖摄取逐渐降低。⑶经Morris水迷宫实验证明NMD模型存在认知功能障碍，此模型可以进一步为研究癫痫伴随认知功能障碍发病机制奠定基础。

目录

摘要

前言

材料与方法

1 实验动物分组及建立神经元迁徙异常大鼠模型

2 主要实验试剂

3 主要实验仪器

4 实验方法

结果

1 大鼠行为观察情况

2 micro-PET／CT分析结果

3 Morris水迷宫分析

4 脑电图分析

5 病理组织结果

讨论

1 NMD大鼠的模型建立

2 NMD大鼠模型脑的的micro-PET／CT特点

3 NMD大鼠模型的认知功能损害

4 NMD大鼠模型的行为学及脑电图

5 实验心得

结论

参考文献

英汉缩略词对照表

附图

致谢

综述 神经元迁徙异常与脑血管障碍的关系进展

攻读硕士期间发表的论文、申请课题和参加学术会议的情况

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