【Science子刊】创新策略可视化脑部炎症！

来自UMH-CSIC（西班牙阿利坎特）神经科学研究所的Silvia de Santis博士和Santiago Canals博士的研究使首次使用磁共振弥散加权成像可视化脑部炎症，并获得非常详细的信息。这种详细的炎症“X射线”用常规MRI无法获得，但需要数据采集序列和特殊的数学模型。一旦该方法被开发出来，研究人员就能够量化参与大脑炎症过程的不同细胞群形态的改变。

研究人员开发的一种创新策略使这一重要突破成为可能，相关研究“Mapping microglia and astrocyte activation in vivo using diffusion MRI”发表在《Science Advances》杂志上，这可能对改变神经退行性疾病的研究和治疗进程至关重要。

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq2923

研究证明，弥散加权MRI可以无创、有差异地检测小胶质细胞和星形胶质细胞的激活，这两种类型的脑细胞是神经炎症及其进展的基础。退行性脑疾病如阿尔茨海默氏症和其他痴呆症、帕金森或多发性硬化症是一个亟待解决的难题。小胶质细胞和星形胶质细胞两种脑细胞的持续激活导致大脑慢性炎症是神经退行性变的原因之一，有助于其进展。

然而，目前缺乏能够在体内特异性表征脑部炎症的非侵入性方法。目前的黄金标准是正电子发射计算机断层显像(PET)，但很难概括，还接触电离辐射，因此在易感人群和纵向研究中使用受到限制，需要在数年内反复使用PET，神经退行性疾病也是如此。PET的另一个缺点是其空间分辨率低，这使其不适合成像小结构，额外的缺点是炎症特异性放射性示踪剂在多种细胞类型（小胶质细胞、星形胶质细胞和内皮细胞）中表达，使得它们之间无法区分。

面对这些弊端，弥散加权MRI通过捕获脑实质内水分子的随机运动，在MRI图像中产生对比度，具有独特的无创、高分辨率活体成像脑微观结构的能力。

创新策略

在这项研究中，来自UMH-CSIC神经科学研究所的研究人员开发出了一种创新策略，可以利用弥散加权磁共振成像(dw-MRI)对大脑灰质中的小胶质细胞和星形胶质细胞激活进行成像。这是首次研究表明，这类MRI(dw-MRI)的信号可以检测小胶质细胞和星形胶质细胞的激活，每个细胞群都有特定的足迹。研究人员指出：“我们使用的这种策略反映了通过定量免疫组化验证的死后形态学变化。”

他们还表明，这种技术对于检测有和没有神经退行性变的炎症是敏感和特异的，这样两种情况都可以鉴别。此外，它使区分多发性硬化特征性的炎症和脱髓鞘成为可能。

Silvia de Santis说：“这项工作也证明了在高分辨率下用于健康人类队列的方法的转化价值，其中我们进行了可重复性分析。与人脑中已知的小胶质细胞密度模式的显著相关性支持了该方法产生可靠的神经胶质生物标志物的有用性。我们相信，使用这种技术，在炎症过程中无创和纵向描述组织微观结构的相关方面，可以对我们理解许多脑部疾病的病理生理学产生巨大影响，并且可以改变目前神经退行性疾病的诊断实践和治疗监测策略。”

为了验证该模型，研究人员使用了建立的基于脑内给予脂多糖(LPS)的大鼠炎症范例。在这个范例中，神经元的生存能力和形态被保留，同时首先诱导小胶质细胞（大脑的免疫系统细胞）的激活，并以延迟的方式诱导星形胶质细胞的反应。这种细胞事件的时间顺序允许神经胶质反应与神经元变性和独立于星形胶质细胞增生研究的反应性小胶质细胞的特征短暂分离。

为了分离星形胶质细胞激活的印记，研究人员通过用一种暂时消融约90%小胶质细胞的抑制剂预处理动物来重复实验。随后利用既定的神经元损伤范例，他们测试了该模型是否能够解开伴随和不伴随神经退行性变的神经炎症“足迹”。他们写道：“这对于证明我们的方法作为发现神经退行性疾病炎症状态生物标志物的平台的实用性至关重要，在神经退行性疾病中，神经胶质激活和神经元损伤都是关键因素。”最终研究证明开发的生物标志物并不能反映在大脑疾病中经常发现的组织改变。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://medicalxpress.com/news/2022-05-magnetic-resonance-imaging-brain-inflammation.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。