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本文主要从以下几部分论述: 第一部分 氟18标记的TSPO配体DPA-714对脑创伤模型后神经炎症反应正电子发射成像研究 背景与目的:创伤性脑损伤(Traumatic brain injury,TBI)发生后,受损脑实质内的炎症反应是病理演变过程中至关重要的一部分。为了监测TBI后脑组织内小胶质细胞的激活以及神经炎症反应过程,我们应用氟18标记18 KDa转运蛋白(18KDa translocator protein,TSPO)的配体DPA-714,即[18F]DPA-714,并用这一示踪剂对TBI模型大鼠行正电子发射扫描(Positron emission tomography,PET)成像。 材料与方法:成年雄性SD大鼠通过人为控制性皮层损伤(Controlled corticalimpact,CCI)造成TBI模型。建模成功与否通过行磁共振(Magnetic resonanceimaging,MRI)扫描确认。[18F]DPA-714的合成方法参照TRACERLab FX-FN流程。活体PET扫描运用Inveon公司小动物专用PET扫描机器。在TBI手术后不同时间点对损伤组大鼠和对照假手术组大鼠(每组4-6只)分别行PET扫描。为了证实[18F]DPA-714与TSPO受体结合的特异性,在动态扫描中运用未标记的竞争性TSPO配体PK11195行受体替代实验。体外放射自显影以及免疫荧光染色实验用以进一步证实活体PET成像结果。 实验结果:活体MR T2加权成像以及体外TTC染色均证实用CCI法成功建立TBI模型。与假手术组相比较,TBI组大鼠脑部的[18F]DPA-714摄取在活体PET图像上明显增高。长期动态研究显示,TBI组大鼠在术后第二天可见到损伤/正常脑组织的[18F]DPA-714摄取比值增高,于第六天达到峰值(2.65±0.36),然后逐渐下降至第28天恢复正常水平。PK11195的替代实验证实了[18F]DPA-714与TSPO受体结合的特异性。不同时间点体外放射自显影的结果显示出与PET结果一致的信号改变趋势。免疫荧光染色反应出TBI损伤后TSPO表达时相并且显示了损伤脑组织中小胶质细胞的时间和空间分布情况。 结论:运用[18F]DPA-714 PET示踪剂,以TSPO为成像靶点,可以无创动态监测TBI后脑组织的神经炎症反应。这一方法不仅能够帮助我们了解创伤性损伤后脑内炎症反应过程,并且能够为监测TBI后抗炎治疗疗效提供无创方法。 第二部分 氟18标记的TSPO配体DPA-714活体显示AMD3100治疗小鼠缺血性脑卒中后脑组织内TSPO表达的变化 背景与目的:神经炎症是脑组织缺血性损伤后病理过程的重要组成部分。TSPO表达可以为了解炎症反应过程提供参考。相关文献证实趋化因子受体4(Chemokine receptor4,CXCR4)和其配体基质来源因子-1(Stromal-cell-derivedfactor-1,SDF-1)与缺血脑组织炎症反应的开始有密切关系。AMD3100作为CXCR4/SDF-1旁路的抑制剂,能够减轻炎症反应并且保护受损脑组织。因此,我们选择建立小鼠缺血性脑卒中模型,用TSPO特异性PET示踪剂[18F]DPA-714监测AMD3100治疗后脑内炎症反应的变化。 材料与方法:选择8-10周雄性Balb/C小鼠建立短暂性大脑中动脉栓塞(Middle-cerebral-artery occlusion,MCAO)模型。手术成功与否通过磁共振扫描以及氟18标记的氟代脱氧葡萄糖(18F[FDG])PET成像确认。AMD3100治疗方法为手术后第0天开始,每日腹腔注射1 mg/kg的AMD3100生理盐水溶液,连续三天。选择[18F]DPA-714 PET示踪剂行活体TSPO成像。AMD3100治疗组和生理盐水对照组的小鼠(每组10只)在术后不同时间点行PET扫描。体外脑组织切片的组织学以及免疫荧光染色分别用以证实梗死灶存在以及炎症细胞的激活情况。蛋白免疫印迹法(Western blot)评估治疗组和对照组TSPO蛋白表达水平。 实验结果:长期动态PET扫描显示缺血脑组织对[18F]DPA-714的摄取量显著增高,摄取峰值出现在术后第十天左右,随后略有下降,直至第16天仍明显高于健康脑组织。PK11195替代实验证实[18F]DPA-714特异性结合TSPO受体。体外免疫荧光染色的结果显示出的TSPO表达时相与PET扫描结果相一致。给予AMD3100治疗后,与对照组相比,PET图像上[18F]DPA-714信号强度明显下降。 结论:AMD3100治疗可以降低缺血损伤脑组织TSPO的表达,这一过程部分是通过抑制外周炎症细胞浸润归巢实现。用TSPO靶向的PET示踪剂[18F]DPA-714可以用来动态无创性监测缺血性脑卒中后神经炎症反应,为抗炎治疗疗效提供评估方法。