2型糖尿病大鼠模型 中国实验动物信息网 2021-02-22 644

　　简介：这是一项探索，它使用新的成像方法，定量的超短回波时间和造影剂（QUTE-CE）磁共振成像来评估2型糖尿病大鼠模型中血脑屏障的通透性。假设微血管疾病是糖尿病性神经病的一个因素。

     方法：检查BBZDR/Wor大鼠（2型糖尿病模型）和年龄匹配的对照大鼠的血脑屏障通透性。 QUTE-CE是一种定量血管生物标记物，可产生500,000多种体素血管造影图像，并被纳入3D MRI大鼠脑图集，可在各种大脑区域信息中提供173个特定位置的血脑屏障通透性。结果：在这种糖尿病模型中，在没有胰岛素治疗支持的情况下，与野生型对照组相比，超过84％的大脑显示血脑屏障通透性显着增加。小脑和中脑多巴胺能系统区域未受到明显影响。

　　结论：根据对血脑屏障通透性的评估，在2型糖尿病模型中小血管疾病广泛存在，包括大部分大脑。血脑屏障的通透性增加可能是导致糖尿病性脑病和痴呆的因素。

　　背景：血管性痴呆是糖尿病的严重后果。长期暴露于高血糖症（通常是2型糖尿病）会影响毛细血管内皮的结构，功能和通透性。血脑屏障的破坏是大脑微血管疾病的基础，并有助于糖尿病性脑病的发展。要了解和诊断2型糖尿病血管性痴呆的早期发作，就需要量化和鉴定体内血脑屏障通透性变化的方法。血脑屏障的细微变化无法使用标准成像协议进行成像，但可以通过动态对比增强（DCE）MRI进行评估。但是，动态扩张MRI有一些局限性。 DCE-MRI尚未被证明在临床上有用。由于造影剂的采集时间短且对微结构属性（血管大小，曲率，方向等）的依赖性强，因此难以模拟造影剂对T2 *和T1的影响。为了解决这个问题，我使用一种新的成像方法，定量超短回波时间和对比增强（QUTE-CE）MRI，使用了来自BBZDR/Wor大鼠（近交应变2型糖尿病大鼠模型）的血液，我进行了研究。大脑的变化。障碍。

　　动物：该研究使用年龄与雄性Zucker糖尿病大鼠（BBZDR/Wor大鼠）年龄匹配的非糖尿病BBDR窝（n ＝ 7）（n ＝ 8）。肥胖的雄性BBZDR/Wor大鼠在进食标准大鼠饮食后，在约10周龄（≥100％）时自发发展为2型糖尿病。 BBZDR/Wor糖尿病大鼠表现出通常与2型糖尿病相关的所有临床症状，包括血脂异常，高血糖，胰岛素抵抗和高血压。大鼠可以自由进食和饮水，并在体重减轻的迹象时进行腹腔注射生理盐水治疗。 成像：使用BrukerBiospec 7.0T/20cm USR水平磁体和20G/cm磁场梯度插入物（ID = 12cm）进行了研究，上升时间为120μs。内置在大鼠约束装置中的正交体积线圈用于发送和接收射频信号。所有大鼠均在1-2％异氟烷下成像，同时保持40-50次呼吸/分钟的呼吸速率。在静脉内注射6 mg/ml铁氧合剂之前和之后对大鼠成像。调整每只大鼠的注射量（假设血液占体重的7％），产生的初始血液浓度为200μg/ mlFe（批准用于人类的临床剂量）。 TE？ =？ 13μs，TR？ =？ 4ms，翻转角度？ =？ 20°QUTE-CEMRI图像参数利用了200kHz的高RF脉冲带宽。因此，与T2的大约亚铁氧酚浓度（3.58 mM为4.58 ms或200μg/ ml）相比，脉冲持续时间更短（6.4μs），信号模糊*小，磁化矢量弯曲，降低了发生磁化的可能性。轨道。 Mz。使用3x3x3cm3的视场，矩阵网格大小为180x180x180，各向同性分辨率为167μm。使用UCL开发的matlabspm12工具箱执行图像运动校正，空间对齐和重新分段。将比较之前的UTE图像设置为基线。对于每个成像会话中的每只大鼠，信号强度的体素百分比变化计算为（基线后）/（血液强度变化）* 100％，如上一个任务中所述。在此，血液强度的变化是归一化的。从con之后的血液信号强度中减去基线血液信号强度得出的系数。考虑到大脑大小和位置的变化，将大鼠脑图集的173个区域拟合到通过每次成像收集的每个大鼠数据集的T2增强的RARE解剖数据集上。 结果：表1显示了BBZDR/Wor大鼠与其垫料对照组之间的所有脑区域（147/173）具有明显不同的血脑屏障通透性。注意：在所有情况下，BBZDR/Wor大鼠均显示较高的通透性。这些区域的位置可以在图1所示的大鼠MRI图集生成的周围2D和3D图像中可视化。与对照组相比，BBZDR/Wor大鼠2D图像所有红色区域的血脑屏障通透性显着增加。表2显示了BBZDR/Wor大鼠与其同窝仔对照之间的所有大脑区域（26/173）的血脑屏障通透性没有显着差异。这些区域以白色显示，位于额叶，中脑和小脑。这些未受影响的区域在大脑中显示为黄色。

　　讨论：QUTE-CEMRI被开发为定量血管生物标记物。造影剂是fermoxidol，涂有葡聚糖的超顺磁性氧化铁纳米颗粒。不会将肾上腺素清除，因为它的大小超过了肾小球滤过的临界值（≥6m），但是它是一种出色的造影剂，血管内半衰期约为15小时。通过对儿童和成人进行的大量临床磁共振成像测试，并证明没有重大副作用，QUTE-CE易于用于血脑通透性的临床研究。障碍。 QUTE-CEMRI可以在区域级别识别高低血管生成，低血管密度，血脑屏障通透性和血管储备以及血管对单个体素和CO2刺激的反应性。这项研究集中于临床前2型糖尿病模型BBZDR/Wor大鼠，证明该成像技术可用于临床诊断和评估血脑屏障通透性和糖尿病性脑病的疾病进展。

　　结论：通过评估血脑屏障的通透性，发现2型糖尿病模型中的小血管疾病分布广泛，包括大部分大脑。血脑屏障的通透性增加可能是导致糖尿病性脑病和痴呆的因素。