外周LPS诱导小鼠急性神经炎症的多参数MRI评估与CSF-1R抑制剂的调控作用

《BMC Medical Imaging》：Multiparametric MRI assessment of acute neuroinflammation in a murine model of peripheral LPS stimulation

本研究通过多参数磁共振成像（MRI）技术，结合组织学与分子生物学方法，系统性评估了外周脂多糖（LPS）诱导的小鼠急性神经炎症模型，并探究了集落刺激因子-1受体（CSF-1R）抑制剂BLZ945的抗炎作用。研究发现，LPS刺激可导致脑内T2加权信号、磁化转移率（MTR）及表观扩散系数（ADC）的显著变化，且这些变化与小胶质细胞和星形胶质细胞激活密切相关。BLZ945通过耗竭小胶质细胞，有效逆转了LPS引发的神经炎症反应，为神经炎症相关疾病的非侵入性诊断和治疗策略提供了新见解。

　　

神经炎症是多种中枢神经系统疾病的关键病理机制，过度或持续的炎症反应会加速神经退行性病变的进程。然而，如何无创、动态地监测脑内炎症状态，并有效干预其发展，仍是当前研究的难点。脂多糖（LPS）作为经典的炎症诱导剂，通过外周注射可模拟系统性感染引发的神经炎症，为研究提供了可控的动物模型。此外，小胶质细胞作为脑内主要的免疫细胞，其激活状态与神经炎症密切相关，靶向其调控通路已成为潜在的治疗策略。

本研究采用多参数磁共振成像（MRI）技术，包括T2加权成像、磁化转移率（MTR）和扩散加权成像（DWI），结合免疫组织化学、细胞因子检测及转位蛋白（TSPO）放射自显影技术，系统性评估了LPS诱导的急性神经炎症模型。研究还进一步探讨了CSF-1R抑制剂BLZ945通过耗竭小胶质细胞对炎症反应的调控作用。

急性神经炎症过程在多脑区引发MRI参数变化

LPS刺激第4天，皮层、海马、丘脑和纹状体的T2加权信号显著升高，MTR同步增加，而ADC值下降。这些变化在停止LPS注射4天后恢复基线水平，表明MRI参数可敏感反映急性炎症的动态过程。

组织学与分子生物学验证神经炎症激活

免疫组化显示，LPS处理组小鼠皮层和海马中离子钙结合适配器分子1（Iba1）阳性小胶质细胞数量增加，胶质纤维酸性蛋白（GFAP）阳性星形胶质细胞面积扩大。小胶质细胞形态学参数（如细胞大小和形态因子）在LPS注射第3天即出现显著变化，提示早期激活。此外，放射自显影显示皮层和丘脑/中脑的[3H]PK11195结合率升高，进一步证实TSPO表达上调与神经炎症相关。

BLZ945通过抑制小胶质细胞活化缓解神经炎症

BLZ945预处理显著降低了LPS引发的T2加权信号升高和MTR变化，尤其在纹状体和丘脑区域效果明显。ADC值的异常升高也被部分逆转。组织学分析表明，BLZ945处理组小鼠脑内小胶质细胞数量显著减少，但星形胶质细胞反应未见明显抑制。放射自显影及细胞因子检测结果进一步支持BLZ945通过调控小胶质细胞功能而非完全消除 astrocytes 发挥抗炎作用。

讨论与展望

本研究证实多参数MRI可无创、动态监测LPS诱导的急性神经炎症，且其对炎症反应的敏感性足以检测药物干预效果。尽管MRI参数（如T2、ADC、MTR）本身缺乏特异性，其组合使用仍能为临床前研究提供有价值的生物学信息。未来研究可结合定量磁化转移（qMT）、扩散张量成像（DTI）等先进序列，进一步提升对神经炎症细胞与分子机制的分辨能力。此外，CSF-1R靶向治疗在神经退行性疾病中的潜力值得深入探索，尤其是在调控小胶质细胞功能而非完全清除的策略上。

本研究的局限性在于MRI参数受多种病理因素影响，未来需通过更精细的组织学与单细胞技术明确其生物学基础。尽管如此，多参数MRI作为一种无辐射、高分辨率的成像工具，在神经炎症相关药物研发中具有重要转化价值。