目的：　　本研究主要从两个方面进行:　　1.脊髓小脑共济失调3型患者CAG重复片段长度与小脑变性关系的研究。　　2.通过远红外线照射治疗探讨其对SCA3患者Poly-Q蛋白聚集的影响，从而是否会产生对SCA3模型细胞的保护作用。　　本研究的主要创新点如下:　　1.构建了基于NAA和3D-FD测量小脑功能及结构的损害的方法，基于图形的脑网络分析作为分析脑损害或重构的方法。　　2.应用3D-FD的形态学指标研究SCA3患者腩网络。　　3.较早的探索远红外辐射对SCA3细胞模型的保护作用。　　第一部分 脊髓小脑共济失调3型患者CAG重复片段长度与小脑变性关系的研究　　目的：　　1.基于影像学改变探讨脊髓小脑共济失调3型(SCA3)患者CAG重复长度与小脑变性的关系。　　2.依据图形的脑网络分析，来研究CAG重复长度是否对小脑与其他脑区脑网络产生影响。　　材料与方法：　　本研究纳入40名SCA3患者，并依据CAG重复次数（≥74及＜74）分为2个亚组。另外纳入80健康人作为对照。每位患者均收集临床资料，给予共济失调等级量表(Scale for the assessment and rating of ataxia, SARA)评分，应用荧光PCR方法测定受试者CAG重复次数，MRS测N-乙酰天门冬氨酸(NAA)/肌酐(Cr)比值，以及三维分型维数(3D-FD)。3D-FD值构建结构变异构架图。　　结果：　　1.SCA3患者小脑NAA/Cr值、3D-FD值降低　　SCA3组与MRS对照组的年龄无明显差异，与MRI对照组的年龄也无明显差异。但是SCA3组的NAA/Cr比值较对照组的右侧小脑半球、左侧小脑半球、蚓部均显著降低。SCA3患者的3D-FD值与对照组的右前叶、左前叶、右后上叶、左后下叶、全小脑均显著下降。　　2.CAG复制片段较长的SCA3患者发病较早　　纳入的SCA3患者数据显示CAG重复序列长度和AO呈负相关关系(ρ=-0.709，p＜0.001)。　　3.CAG重复序列长度与SARA评分/持续时间不相关　　CAG重复序列长度与SARA评分/持续时间无相关性。SCA3患者中CAG＜74亚组与CAG≥74亚组之间的SARA评分/持续时间无显著性差异。　　4.CAG重复长度不是SARA评分、NAA/Cr比值、和3D-FD值的重要的决定因素0持续时间明显与SARA评分和3个小脑NAA/Cr比值有显著相关性。持续时间与任何3D-FD值均无显著相关性。此外，AO和CAG重复序列长度与SARA评分、NAA/Cr比值、3D-FD值均无相关性。　　5.在两个SCA3亚组中，SARA评分、NAA/Cr比值、3D-FD值的斜率无差异　　两个SCA3亚组之间的SARA评分对比持续时间斜率的无显著性差异。在SCA3的亚组之间， Rt-Cb-NAA对比持续时间、Lt-Cb-NAA对比持续时间、V-NAA对比持续时间、均无显著差异。在SCA3亚组中，Lt-A-Fd对应持续时间、Rt-A-FD对应持续时间、Lt-PU-FD对应持续时间、RT-PU-FD对应持续时间、LT-PL-FD对应持续时间、RT-PL-FD对应持续时间，V-Fd对应持续时间、CB-FD对应持续时间的斜率差异均无统计学意义。　　6.SCA3患者CAG重复片段≥74亚组脑网络分离　　SCA3患者的亚组间年龄、AO、CAG病理性重复次数的差异是有统计学意义的。而SCA3的2个亚组间持续时间、SARA评分、SARA评分/持续时间的差异是无统计学意义。　　在构造协方差网络的总连接数量中，对照组Ⅰ有444个，对照组Ⅱ有385个，CAG＜74组有355个，CAG≥74组有259个。116个脑区中有28个项枕区，对照组Ⅰ有11个区域（约39.3％）连接到小脑区，对照组Ⅱ有14个区域(约50％)连接到小脑区(图6(a)及(b))。相似的，SCA3患者亚组中， CAG＜74亚组有相似的连接方式，有6个（6/28，约21.4％）顶枕区连接到小脑区(图6(c))。然而，CAG≥74亚组中，只有2个（2/28，大约7.1％）顶叶区域连接到小脑区(图6(d))，顶枕区和小脑区之间的脑网络是明显分离的。　　结论：　　1.SCA3可引起患者小脑功能和皮质结构的受损，并可以通过MRS NAA/Cr、MRI3D-FD方法检测。　　2.CAG病理重复次数与小脑功能下降率和小脑皮质萎缩率无显著相关性。　　3.较长的CAG病理重复次数与SARA评分的下降或小脑的功能和结构的快速变性无相关性。　　4.较长的CAG病理重复次数与配对脑区形态协方差的破坏相关。　　第二部分 远红外线辐射对SCA3细胞模型保护性机制的初步探讨　　目的：　　1.通过转染神经母细胞瘤细胞(SK-N-SH)制作SCA3的细胞模型　　2.探索远红外线辐射(FIR)对于SCA3细胞模型是否具有保护性作用。　　3.通过线粒体抑制剂的应用初步探讨FIR的保护性作用的机制。　　材料与方法：　　1.采用人胶质母细胞瘤细胞系(SK-N-SH)构建神经退行性疾病模型，将ataxin-3-26Q-GFP和ataxin-3-78Q-GF转染入SK-N-SH细胞系，分别称为MJD26和MJD78。　　2.我们将细胞分为野生型组(WT)、MJD26组、MJD26远红外线辐射组(MJD26-FIR)、MJD78组、MJD78远红外线辐射组(MJD78-FIR)。　　3.应用western blotting方法检测各组细胞PolyQ蛋白的表达，用Image J软件对实验结果进行灰度分析。　　4.将1×10-4mmol/L鱼藤酮试剂加入各组细胞作为处理组，并设立相对应的对照组，并作细胞活性检测，FIR的保护作用是否通过线粒体呼吸链。　　结果：　　1.各组PolyQ蛋白的表达　　通过western blotting方法检测MJD26和MJD78细胞表达的蛋白分别为67KDa和73KDa，MJD26和MJD78细胞较野生型表达的内源性ataxin-3显著升高;远红外线辐射治疗降低了MJD78细胞内源性及突变的ataxin-3蛋白，但不能降低MJD26细胞内源性ataxin-3蛋白的突变，也不能降低MJD78细胞120KDaataxin-3蛋白的聚集。　　2.各组细胞活性的差异　　表达ataxin-3-78Q-GFP基因可以降低细胞活性，而表达ataxin-3-26Q-GFP基因不能降低细胞活性。远红外线辐射可以减少MJD78细胞活性的下降，FRI处理后的MJD细胞活性甚至可达到与MJD组及野生组相近的水平。加入1×10-4mmol/L鱼藤酮后，MJD78组的细胞活性较WT组和MJD26组显著降低，MJD26组细胞活性较WT组更低。远红外线放射可以完全恢复受损细胞的细胞活性。　　结论：　　1.神经母细胞瘤细胞(SK-N-SH)经转染后表达非致病性的ataxin-3-26Q或致病性的ataxin-3-78Q，成为MJD26细胞和MJD78细胞，其中MJD78细胞是SCA3的细胞模型。　　2.表达ataxin-3-78Q的MJD78细胞活力逐渐下降，远红外线辐射(FIR)可降低Poly蛋白的表达，对SCA3细胞模型产生保护性作用。　　3.远红外辐射可减少鱼藤酮所致的SCA3模型细胞损伤，线粒体呼吸链参与了FIR的保护作用。