基于磷钨酸增强微 CT 的缺血性中风后出血性转化及微出血性病变空间异质性分析

《Acta Neuropathologica Communications》：Three-dimensional quantification using contrast-enhanced micro-CT reveals regional heterogeneity of microhemorrhagic burden after focal cerebral ischemia in mice

　　

摘要

缺血性中风后的出血性转化（hemorrhagic transformation, HT）反映了神经血管病理的空间异质性，但各个出血性病变的区域分布及其与缺血损伤严重程度之间的关系尚未完全明确。传统的组织学和成像方法难以在保持整个大脑三维解剖结构完整性的同时，对同一实验动物大脑中的出血性病变、梗死和水肿进行基于对象的定量分析。在此研究中，我们对121只小鼠在短暂性大脑中动脉闭塞后1天、3天、7天和14天采集的脑组织应用了离体磷钨酸增强型微计算机断层扫描（micro-CT）技术。通过全脑三维分析，量化了梗死、大脑半球体积变化、出血性转化以及单个微出血性病变的情况。微CT的结果通过免疫组化标记物和遗传性水肿模型进行了验证，并评估了其与感觉运动功能的结果之间的关系。CT所显示的低密度病变在组织学上对应于被胶质疤痕包围的神经元损伤区域；在Ndrg2基因敲除的小鼠中，微CT检测到明显的水肿加重。高密度区域则对应于Ter119阳性的红细胞聚集，进一步证实了其出血性质，且出血性转化的发生率随着缺血时间的延长而增加。出现出血性转化的小鼠表现出更严重的水肿，在旋转棒测试和网格行走测试中的表现也更差。对单个微出血性病变的基于对象的三维分析显示，在缺血-再灌注后的第一周内，皮质区域的微出血性负担逐渐减轻，而纹状体区域的微出血性负担持续存在。到第7天时，尾状核-壳核区域的微出血性负担比皮质区域更为严重，且尾状核-壳核的微出血数量与梗死体积和神经功能缺损评分呈正相关，而在皮质区域未观察到显著的相关性。这些发现证明了缺血后微出血性负担的空间异质性，并强调了增强型微CT作为定量平台的重要性，可用于综合评估脑缺血后的梗死、水肿和出血性病变的三维空间特征。

缺血性中风后的出血性转化（HT）反映了神经血管病理的空间异质性，但各个出血性病变的区域分布及其与缺血损伤严重程度之间的关系尚未完全明确。传统的组织学和成像方法难以在保持整个大脑三维解剖结构完整性的同时，对同一实验动物大脑中的出血性病变、梗死和水肿进行基于对象的定量分析。在此研究中，我们对121只小鼠在短暂性大脑中动脉闭塞后1天、3天、7天和14天采集的脑组织应用了离体磷钨酸增强型微计算机断层扫描（micro-CT）技术。通过全脑三维分析，量化了梗死、大脑半球体积变化、出血性转化以及单个微出血性病变的情况。微CT的结果通过免疫组化标记物和遗传性水肿模型进行了验证，并评估了其与感觉运动功能的结果之间的关系。CT所显示的低密度病变在组织学上对应于被胶质疤痕包围的神经元损伤区域；在Ndrg2基因敲除的小鼠中，微CT检测到明显的水肿加重。高密度区域则对应于Ter119阳性的红细胞聚集，进一步证实了其出血性质，且出血性转化的发生率随着缺血时间的延长而增加。出现出血性转化的小鼠表现出更严重的水肿，在旋转棒测试和网格行走测试中的表现也更差。对单个微出血性病变的基于对象的三维分析显示，在缺血-再灌注后的第一周内，皮质区域的微出血性负担逐渐减轻，而纹状体区域的微出血性负担持续存在。到第7天时，尾状核-壳核区域的微出血性负担比皮质区域更为严重，且尾状核-壳核的微出血数量与梗死体积和神经功能缺损评分呈正相关，而在皮质区域未观察到显著的相关性。这些发现证明了缺血后微出血性负担的空间异质性，并强调了增强型微CT作为定量平台的重要性，可用于综合评估脑缺血后的梗死、水肿和出血性病变的三维空间特征。