磁共振分子影像动态在体观测单纯铁离子致脑组织损伤的机制

With autologous blood injection model in the current international research hemolytic process, the release of free iron ions and protein binding of iron produced by secondary damage to brain tissue. How the dynamic in vivo study of free iron ions alone brain tissue damage, the model has significant limitations. This project intends to establish magnetic resonance dynamic observation is simply the free iron ion release model.To grasp the characteristics of free iron release in the process of hematoma melting absorption,high field strength 7T animal magnetic resonance molecular imaging techniques were used to dynamic determination of the spatial and temporal distribution of free iron ions of autologous blood injection model around the hematoma. Based on this, the group carried out the first application early international thermostat water gel decomposition technique using the gel copolymer is compatible with the brain tissue,selection of the delivery carrier regulation gel molecular weight, design preparation of pure iron hydrogelrubber compound, injected in vivo in rat striatum,to establish pure iron hydrogel brain tissue release model.And apply the 7T magnetic resonance dynamic observation of the release time of the pure iron ions in the living brain tissue, the concentration, combined with pathology and peroxidative damage detection to confirm the extent of damage, and validate the model.Further use the model to carry out the iron peroxide damage the dynamic study, to be a new experimental method to clarify the mechanism of free ions single factor caused the brain damage.

目前国际上采用自体血脑内注射模型研究溶血过程中释放游离铁离子和蛋白结合铁对脑组织产生的继发性损害。如何动态活体研究单纯游离铁离子脑组织损伤，该模型则具有很大的局限性。本课题拟建立磁共振动态观测单纯游离铁离子释放模型。采用高场强7T动物核磁共振分子影像学技术，动态测定自体血脑内注射模型血肿周围游离铁离子时空分布情况，掌握血肿融解吸收时游离铁的具体释放过程特点，在此基础上，课题组应用前期国际上率先开展的温控水凝胶分解技术，利用与脑组织相容凝胶共聚物，遴选缓释载体，调控凝胶分子量，设计制备单纯铁离子水凝胶复合物，注入活体大鼠纹状体，建立单纯铁离子水凝胶脑组织释放模型。并应用7T核磁共振动态观察在活体脑组织中单纯铁离子的释放时间、浓度，结合病理及过氧化损伤检测证实损害程度，验证模型。进一步使用该模型开展铁离子过氧化损伤动态研究，阐明游离铁离子单因素致脑损害机制。

本课题通过对温度敏感PEG-PCL-PEG三嵌段共聚物（PECE水凝胶）的溶胶-凝胶转变测试、凝胶缓释能力测试以及膨胀性能测试，发现：氯化铁等相关溶解介质对其溶胶-凝胶转变性能无明显影响，含铁的PECE水凝胶在37℃附近处仍可以转变为固相；PECE水凝胶对氯化铁具有一定的缓释能力；氯化铁等相关溶解介质配制后PECE水凝胶膨胀性能并未发生明显改变。.体外培养SD大鼠原代小胶质细胞，通过Transwell系统与PECE水凝胶共孵育，CCK-8法及定量RT-PCR法检测，发现这一材料对大鼠原代小胶质细胞的生长及炎性及氧化应激相关的因子的表达无明显影响。.将PECE水凝胶应用于SD大鼠基底节区注入造模，通过模型生存率、行为学观察、小动物磁共振及火焰法原子吸收光谱法铁含量检测等方法，发现：PECE 水凝胶注入SD大鼠脑组织后，组织相容性好，在体内形成的胶灶可逐渐吸收；优化PECE水凝胶注射体积及氯化铁掺入的浓度，得以较好地模拟脑出血后血肿旁脑组织内的铁释放过程。.通过模型分组，MRI影像与行为学评估比较发现：含铁水凝胶出现胶灶旁铁含量明显升高，胶灶吸收延缓，行为学受损明显，且可以通过去铁胺干预而改善。从而在活体水平验证铁致损伤的作用、去铁胺干预的有效性，以及进一步验证模型的可靠性。.针对铁致胶灶的吸收延缓的机制研究，使用小胶质细胞系 BV-2，体外使用血红素代谢产物hemin 或铁剂干预，观察其对吞噬功能的改变，以进一步确定Fe在BV-2 吞噬能力减低的过程中起重要作用，其最终通过产生大量的ROS而降低吞噬能力，但是DFO不能完全逆转，提示还存在不依赖于Fe的其他致氧化应激的因素协同作用。.脑出血病死率及致残率高，是威胁健康的主要疾病。因脑出血致伤因素多，铁离子代谢特点复杂，导致游离铁单因素致脑损伤模型建立困难。该研究率先应用了新兴的温控水凝胶技术，通过大鼠基底节区注射PECE水凝胶，利用其对铁的缓释能力，模拟了脑出血脑内血肿缓慢释放游离铁，造成局部脑组织铁含量超载，建立游离铁单因素致脑损伤模型，为研究颅内血肿游离铁单因素继发性损害机制研究提供了可行的方法。