錳離子增強(qiáng)磁共振視神經(jīng)示蹤成像的實驗研究.pdf

1、視神經(jīng)(optic nerve，ON)損傷是眼科臨床常見的外傷毀損性眼疾病，常與顱腦外傷合并存在，約占頭部閉合性損傷的0.5％－5％[1]，可導(dǎo)致暫時或永久性的視力障礙甚至失明。所以，長久以來視神經(jīng)損傷及損傷后修復(fù)都是人們的研究熱點(diǎn)。以往視神經(jīng)損傷和再生研究中所應(yīng)用的神經(jīng)示蹤技術(shù)都必須將動物處死，將樣本制成組織切片進(jìn)行觀察，而缺乏一種無創(chuàng)的活體觀察神經(jīng)軸漿流和突觸傳遞動態(tài)過程的技術(shù)。
　　 近年來，基于二價錳離子(Mn2+)作為

2、神經(jīng)示蹤劑的功能磁共振成像技術(shù)使得無創(chuàng)活體示蹤視神經(jīng)成為可能。Pautler、Koretsky[2]和Thuen[3]等在研究小鼠和大鼠的視覺通路時發(fā)現(xiàn)，將MnCl2 注入眼玻璃體內(nèi)，Mn2+可被視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞攝取，并沿視覺通路順行傳導(dǎo)至視皮層。但是關(guān)于注入玻璃體的Mn2+與視神經(jīng)功能成像的量效(dose-response)和時效(time-response)關(guān)系的研究還欠深入，對較大動物視神經(jīng)功能成像的研究也很少。本實驗在兔眼玻璃體

3、內(nèi)注射不同濃度MnCl2 溶液，觀察Mn2+在磁共振(magnetic resonance imaging，MRI)圖像上視神經(jīng)示蹤成像的量效和時效關(guān)系，觀察不同劑量、不同時間點(diǎn)視覺傳導(dǎo)通路的MRI 成像情況，在較大動物身上篩選出能既得到足夠的成像對比度又低于造成急性中毒反應(yīng)的水平的錳離子玻璃體腔內(nèi)注射安全劑量，為Mn2+增強(qiáng)MRI 示蹤視神經(jīng)的臨床應(yīng)用和視神經(jīng)損傷的基礎(chǔ)研究提供參數(shù)。
　　 目的：1、實現(xiàn)活體視神經(jīng)示蹤成像，探

4、討不同濃度Mn2+在活體兔眼磁共振增強(qiáng)視神經(jīng)示蹤成像的量效和時效關(guān)系。2、觀察不同濃度Mn2+對眼視網(wǎng)膜的毒性，從而篩選出合理的玻璃體腔注射濃度，為臨床應(yīng)用和實驗研究提供依據(jù)。
　　 方法：48只青紫蘭兔，按單眼玻璃體腔內(nèi)注入25μl的MnCl2溶液濃度(0.5、1、2、5、10、15、20、40mM)分為8 組，每組6 只，于4、6、8、12、24、48、96、168h 后用1.5T 超導(dǎo)磁共振行頭顱MRI 掃描，觀察不同濃度

5、Mn2+在各時間點(diǎn)視覺通路上的MRI成像情況；并分別于注藥后7d 取材，通過光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡評價Mn2+的眼視網(wǎng)膜毒性。
　　 結(jié)果：1、濃度為5~40mM的MnCl2 于玻璃體腔注藥后24h 磁共振成像(MRI)均完整顯示了從視神經(jīng)、視交叉、到對側(cè)視束、外側(cè)膝狀體和上丘的視覺傳導(dǎo)通路，給藥組與對側(cè)眼正常對照組的信噪比(signal to noise ratio，SNR)在各部位均有顯著性差異，視神經(jīng)MRI 圖像SNR 值

6、隨玻璃體腔注入Mn2+ 濃度的增加而增加；2、測得的SNR 顯示玻璃體腔注入Mn2+后24h 時MRI 視神經(jīng)信號最強(qiáng)，此后，隨時間延長MRI信號逐漸減弱，信號增強(qiáng)完全消失需一周以后；3、濃度為0.5～15mM MnCl2 于玻璃體腔注藥后一周，視網(wǎng)膜外節(jié)盤膜完整，排列規(guī)則，各級神經(jīng)元之間的排列正常，細(xì)胞核染色質(zhì)分布均勻，超微結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)明顯異常。
　　 結(jié)論：1、濃度為5~40mM 的MnCl2 溶液，兔眼玻璃體腔注射25μl后

7、24h，MRI能夠清晰顯示信號增強(qiáng)的從視神經(jīng)至對側(cè)外側(cè)膝狀體和上丘的視覺傳導(dǎo)通路。這種方法將成為活體動態(tài)觀察視神經(jīng)損傷后功能變化和損傷部位的有力工具。2、MnCl2溶液注射劑量為25μl，濃度為0.5~15mM 時，在青紫蘭兔眼玻璃體腔注射后7d 光鏡和電鏡下觀察視網(wǎng)膜各層無明顯損傷，當(dāng)濃度﹥20mM即可發(fā)生明顯的病理損傷。提示注射劑量25μl，濃度﹤15mM 是青紫蘭兔玻璃體腔注射的安全劑量，這為臨床應(yīng)用和相關(guān)的實驗室研究提供了一定參

8、數(shù)?？偨Y(jié)錳離子增強(qiáng)磁共振確實是一種有效的活體神經(jīng)示蹤技術(shù)，我們在青紫蘭兔眼觀察了Mn2+增強(qiáng)磁共振的量效和時效關(guān)系：MnCl2溶液注射劑量為25μl，濃度為5~40mM時，在青紫藍(lán)兔玻璃體腔注射后24h，MRI能夠清晰的顯示信號增強(qiáng)的從視神經(jīng)至對側(cè)外側(cè)膝狀體和上丘的視覺傳導(dǎo)通路，且最佳觀察時間亦為玻璃體腔注射后24h；MnCl2 溶液的青紫蘭兔玻璃體腔安全注射濃度為低于15mM(25μl)。提示Mn2+在青紫蘭兔玻璃體腔注射的安全而有效