老年大脑脉络丛体积减少的活体MRI证据:高分辨率成像揭示年龄相关性萎缩
《Fluids and Barriers of the CNS》:Evidence for reduced choroid plexus volume in the aged brain
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时间:2025年10月09日
来源:Fluids and Barriers of the CNS 6.2
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本研究针对老龄化过程中脉络丛(ChP)体积变化的争议,利用高分辨率活体MRI技术(超长回波时间T2加权成像和多回波T2* mapping),首次在小鼠模型中证实老年大脑侧脑室ChP体积显著减少(年轻组0.405±0.076 mm3 vs 老年组0.356±0.036 mm3),与组织学发现的脉络丛上皮萎缩一致,为ChP体积作为神经退行性疾病生物标志物提供了重要参考。
随着全球人口老龄化加剧,年龄相关性神经退行性疾病(如阿尔茨海默病(AD)和多发性硬化(MS))的机制研究成为生物医学领域的焦点。脉络丛(Choroid Plexus, ChP)作为脑脊液(CSF)的主要分泌器官和血脑脊液屏障(BCSFB)的核心结构,近年来被发现在大脑清除机制(如类淋巴系统)和神经炎症调控中扮演关键角色。然而令人困惑的是,既往研究关于衰老对ChP体积的影响存在明显矛盾:部分人类MRI研究报道老年群体ChP体积增大,而动物组织学研究却一致显示ChP上皮细胞出现萎缩。这种分歧可能源于方法学局限——临床MRI易受部分容积效应干扰,而组织学处理则可能引入固定伪影。
为了澄清这一争议,伦敦大学学院的研究团队在《Fluids and Barriers of the CNS》发表了突破性研究。他们采用两种专门设计的高分辨率MRI序列(超长回波时间T2加权快速自旋回波序列和多回波T2* mapping序列),对年轻(6月龄)和老年(24月龄)C57BL/6JRj雄性小鼠进行活体成像,首次在排除方法学干扰的前提下证实了老年大脑ChP体积的显著减少。
关键技术方法包括:使用9.4T小动物MRI系统,通过手动分割流程对侧脑室ChP进行体积量化;采用测试-再测试验证评估测量可重复性(误差<9.4%);应用双因素方差分析统计年龄与成像协议对体积的影响。样本来源于Janvier实验室提供的标准化小鼠队列。
通过三天内重复分割验证,超长TE T2加权图像的平均体积差异为9.38%,T2*图谱图像为7.07%,证明手动分割流程具有高度可靠性。
双因素方差分析显示年龄因素对ChP体积有显著影响(P<0.01)。超长TE T2加权图像显示老年组体积减少12%(年轻组0.405±0.076 mm3 vs 老年组0.356±0.036 mm3);T2*图谱显示减少20%(年轻组0.481±0.129 mm3 vs 老年组0.383±0.050 mm3)。两种协议一致性表明衰老导致ChP实质性萎缩。
本研究通过优化MRI技术解决了领域内长期存在的争议,首次在活体模型中证实年龄相关性ChP萎缩而非增生。这一发现与多物种组织学研究(上皮细胞高度减少10-30%)高度吻合,但与传统人类MRI研究结论相左。作者提出三种可能解释:(1)人类研究中较大的脑室容积可能通过部分容积效应虚增ChP测量值;(2)老年人类可能存在未诊断的共病(如慢性炎症)导致ChP病理性增生;(3)心血管搏动伪影在老年群体中更显著。
研究的重要意义在于:为ChP体积作为神经退行性疾病生物标志物提供了标准化测量范式;提示衰老本身导致ChP结构退化,可能与CSF分泌功能下降及清除功能障碍相关;建立的超高分辨率MRI协议(100μm各向同性)为未来研究AD、MS等疾病的ChP改变提供了技术基础。作者特别强调Strain选择的重要性——在侧脑室较小的BALB/c小鼠中未能成功成像,提示遗传背景对ChP MRI研究的关键影响。
这项由R.Youh和C.Perera作为共同第一作者、Jack A.Wells团队完成的研究,不仅刷新了对衰老过程中ChP演变规律的认识,更为开发针对BCSFB的新型治疗策略奠定了影像学基础。
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