一种非侵入性的观察大脑中的铁平衡

　　

由耶路撒冷希伯来大学(ELSC) Safra脑科学中心的Shir Filo和Aviv Mezer教授以及特拉维夫Sourasky医学中心神经外科肿瘤科现任主任Tal Shahar博士领导的研究小组公布了一项突破性的磁共振成像(MRI)技术，该技术有望彻底改变我们对人脑铁稳态的理解。他们的研究发表在《Nature Communications》杂志上，展示了非侵入性评估脑内不同分子铁环境的能力，揭示了它在正常脑功能、衰老、神经退行性疾病和癌症中的重要作用。

传统的核磁共振成像扫描提供定性图像，需要医学专业人员进行主观解释。相比之下，定量核磁共振成像试图复制生病时准确评估体温的精确度，而不是像“太热”或“太冷”这样的定性观察。

实现这一目标需要复杂的物理模型，将多个MRI扫描合并以提取各种测量结果。然后利用这些MRI测量来揭示有价值的生物学见解，类似于血液测试揭示我们血液成分的能力，包括蛋白质、脂肪和潜在的不规则性。

大脑功能的一个关键方面是维持铁的平衡或体内平衡，这对整体健康至关重要。脑铁水平的不平衡会导致各种疾病，包括神经退行性疾病和癌症。直到最近，对活体人脑中分子铁环境的非侵入性评估提出了一个重大挑战。

来自耶路撒冷希伯来大学、特拉维夫苏拉斯基医学中心和Shaare Zedek医学中心的研究小组介绍了一种基于定量MRI的新型MRI方法，可以灵敏地检测脑铁稳态的变化。

在他们的体外实验中，这项MRI技术揭示了关键铁化合物的独特顺磁性，包括铁蛋白、转铁蛋白和亚铁。

真正的突破来自Shaare Zedek医疗中心神经外科对脑肿瘤患者进行的体内MRI扫描，该技术还与切除肿瘤的体外铁化合物定量进行了验证。这些体外转录组学和蛋白质组学分析是在希伯来大学Naomi Habib博士的实验室和Shaare Zedek医学中心的分子神经肿瘤学实验室完成的，在研究时由Tal Shahar博士指导。

这种创新的MRI方法证明了对不同大脑区域和大脑衰老过程中铁动员能力变化的敏感性。它为病理组织中铁稳态和铁相关基因表达的变化提供了见解。最值得注意的是，它可以区分肿瘤组织和非病理组织，而无需注射有毒的造影剂。

Shir Filo博士解释说:“我们的技术为理解铁在癌症、正常衰老和神经退行性疾病中的作用开辟了新的可能性。它可以对活体人脑中的铁稳态进行非侵入性研究和诊断，为医疗保健和神经科学提供潜在的游戏规则改变者。”

Aviv Mezer教授强调:“我们团队的优势在于其多元化的组成，包括来自不同学科和专业的专家。Tal Shahar博士负责脑膜瘤患者和蛋白质组学研究的医学方面的研究。Rona Shahrabani博士在进行铁蛋白实验方面发挥了重要作用，而Shaarei Zedek医疗中心神经外科主任Nevo Margalit博士通过参与大部分手术和招募患者做出了重大贡献。”

此外，Shaarei Zedek医疗中心的放射科医生Eli Ben David博士在核磁共振扫描中发挥了不可或缺的作用，Naomi Habib博士带来了基因表达方面的宝贵知识。他们的集体和真正的跨学科专业知识以及坚定不移的奉献精神极大地促进了这项开创性研究的成功。”

总之，耶路撒冷希伯来大学的MRI量化，代表了我们评估人脑铁稳态能力的进步。它显示了在不使用有毒对比剂的情况下区分病理和健康脑组织的有希望的能力，并提供了传统MRI技术无法获得的分子铁状态的见解。

该技术对体外、体内和离体铁环境的敏感性验证了其增强我们对铁相关疾病的理解的潜力，并为活体人脑的研究和诊断开辟了新的途径。

由耶路撒冷希伯来大学提供