基于磁共振成像的心腎綜合征機制研究及其分子影像與功能影像學評估.pdf

1、本文從以下幾個方面進行論述：
　　第一部分 Ⅳ型心腎綜合征大鼠模型慢性腎衰后心肌炎癥反應及雷米普利抗炎治療的實驗研究
　　目的:Ⅳ型心腎綜合征(cardiorenal syndrome，CRS)是慢性腎疾病引起慢性心臟損傷的病理過程。本實驗旨在研究Ⅳ型CRS大鼠模型慢性腎衰后的心肌炎癥改變，并評估臨床藥物雷米普利對Ⅳ型CRS心肌炎癥的治療效果。
　　方法:通過5/6腎大部分切除(subtotal nephrectomy

2、，SNx)建立大鼠Ⅳ型CRS模型，4周后將模型鼠任意分成兩組，分別灌胃以0.5％甲基纖維素(Vehicle，SNx+Veh;n=20)或雷米普利(Ramipril，SNx+Ram; n=20)，連續(xù)灌胃12周(1mg/kg/day)。假手術(shù)組(sham; n=20)作為陰性對照組。建模前及建模后每4周進行血液學和組織學檢測評估腎臟功能，同時采用超聲心動圖評估心臟功能。在建模后第16周進行心臟組織病理學染色、PCR和Western blo

3、t檢測各組心肌炎癥和纖維化的表達。
　　結(jié)果:與sham組相比，建模后SNx+Veh組血清肌酸酐和尿素氮水平顯著升高(P＜0.05)，雷米普利治療后比SNx+Veh組顯著降低(P＜0.05)。慢性腎功能不全引起顯著的心肌炎癥反應，表現(xiàn)為單核-巨噬細胞的大量浸潤及促炎性細胞因子如TNF-α、IL-6和MCP-1的顯著上調(diào)，并伴有心肌間質(zhì)纖維化的形成。雷米普利治療后心肌炎癥和纖維化改變顯著減輕。
　　結(jié)論:心肌炎癥是Ⅳ型CRS的

4、一個重要機制，使用雷米普利可以抑制Ⅳ型CRS腎衰后的心肌炎癥反應。
　　第二部分 雙模態(tài)分子影像探針活體檢測Ⅳ型心腎綜合征大鼠模型慢性腎衰后心肌炎癥反應
　　目的:本實驗旨在應用磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)和光學成像的雙模態(tài)分子影像探針無創(chuàng)性檢測Ⅳ型心腎綜合征(cardiorenal syndrome，CRS)大鼠模型慢性腎衰后的心臟炎癥反應，并在活體狀態(tài)下評估抗炎治療效果。

5、r>　　方法:通過5/6腎大部分切除(subtotal nephrectomy，SNx)建立大鼠Ⅳ型CRS模型，4周后將模型鼠任意分成兩組，分別灌胃以0.5％甲基纖維素(Vehicle，SNx+Veh;n=10)或雷米普利(Ramipril，SNx+Ram; n=10)，連續(xù)灌胃12周(1mg/kg/day)。假手術(shù)組(sham; n=10)作為陰性對照組。構(gòu)建多功能分子影像探針，以熒光基團羅丹明B修飾超小順磁性氧化鐵納米粒子建立雙模態(tài)

6、磁熒光納米粒子(magneto-fluorescentnanoparticles，MNPs)。在建模后第16周進行心臟MR成像，分別在探針注射前和注射后24小時采集心臟T2*加權(quán)圖像。成像后處死大鼠，進行心臟離體光學成像。利用免疫組織化學染色檢測心肌單核-巨噬細胞表達，普魯士藍染色檢測心肌鐵沉積，通過免疫熒光染色和電子顯微鏡驗證分子探針的單核-巨噬細胞靶向性。
　　結(jié)果:心臟活體MR成像顯示，探針注射后SNx+Veh組心肌信號強度

7、較探針注射前顯著降低（P＜0.05），sham組沒有明顯的信號強度改變，雷米普利治療后心肌信號強度降低程度減弱。光學成像顯示SNx+Veh組心肌信號強度顯著高于sham組和SNx+Ram組(P＜0.05)。普魯士藍染色和CD68免疫組織化學染色顯示鐵沉積和單核-巨噬細胞陽性染色區(qū)域一致，免疫熒光染色也顯示羅丹明B和單核-巨噬細胞陽性染色區(qū)域一致，電子顯微鏡顯示MNPs存在于心肌巨噬細胞溶酶體內(nèi)，均證實了MNPs的單核-巨噬細胞靶向性。<

8、br>　　結(jié)論:本實驗所建立的雙模態(tài)分子成像方法可以無創(chuàng)性評估Ⅳ型CRS腎衰后的心肌炎癥反應，并可以在活體狀態(tài)下監(jiān)測抗炎治療效果。
　　第三部分 Ⅰ型心腎綜合征小鼠模型急性心梗后腎臟缺氧的實驗研究
　　目的:Ⅰ型心腎綜合征(cardiorenal syndrome，CRS)是指急性心臟損傷引起腎功能損傷的病理過程，但目前對急性心梗后腎臟缺氧機制仍缺乏認識。本實驗旨在研究Ⅰ型CRS小鼠模型急性心肌梗死(myocardial i

9、nfarction，MI)后的腎臟缺氧改變，結(jié)合組織病理學方法評估腎臟缺氧對進一步腎小管間質(zhì)損傷的影響。
　　方法:結(jié)扎小鼠冠狀動脈左前降支的不同部位建立兩種不同梗死面積的MI模型，通過心臟延遲釓增強成像評估梗死面積，并將MI小鼠按照梗死面積的不同分成兩組，一組為大面積MI組(large MI，MI-L; n=48)，另一組為小面積MI組(small MI，MI-S;n=48)。另有一組假手術(shù)組(sham; n=36)作為陰性對照

10、組。分別在建模前及建模后7、14、28、60天進行心臟超聲評估心臟功能，同時采用血液學指標來評估腎臟功能。在建模前及建模后7、28、60天進行腎臟免疫組織化學染色和Western blot評估腎組織缺氧和損傷。
　　結(jié)果:MI-L組小鼠心臟功能較MI-S組降低更明顯，并導致更顯著的腎功能降低。MI引起腎組織缺氧誘導因子(hypoxia-inducible factor，HIF)-1α的顯著上調(diào)，自MI后第7至60天，MI-L組的腎

11、臟HIF-1α表達顯著高于sham組和MI-S組（P＜0.05），同時MI-L組的腎損傷因子(kidneyinjurymolecular，KIM)-1表達量、巨噬細胞含量及纖維化程度也顯著高于sham組和MI-S組（P＜0.05）。腎組織HIF-1α和KIM-1表達呈顯著的相關(guān)性(R2=0.68，P＜0.001)。
　　結(jié)論:MI后腎組織缺氧是Ⅰ型CRS的一個潛在機制，梗死面積的不同會引起不同程度的腎組織缺氧，同時腎組織缺氧是腎小

12、管間質(zhì)損傷的潛在致病因素。
　　第四部分 BOLD-MRI活體檢測Ⅰ型心腎綜合征小鼠模型急性心梗后腎臟缺氧改變
　　目的:本實驗旨在利用血氧水平依賴性(blood oxygen level-dependent，BOLD)磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)活體評估Ⅰ型心腎綜合征(cardiorenal syndrome，CRS)小鼠模型急性心肌梗死(myocardial infarcti

13、on，MI)后的腎臟缺氧改變。
　　方法:結(jié)扎小鼠冠狀動脈左前降支的不同部位建立兩種不同梗死面積的MI模型，通過心臟延遲釓增強成像評估梗死面積，并將MI小鼠按照梗死面積的不同分成兩組，一組為大面積MI組(large MI，MI-L; n=48)，另一組為小面積MI組(small MI，MI-S;n=48)。另有一組假手術(shù)組(sham;n=36)作為陰性對照組。分別在建模前及建模后1、7、14、28、60天進行腎臟BOLD-MRI掃

14、描并測定腎臟皮髓質(zhì)R2*值。采用腎臟缺氧誘導因子(hypoxia-inducible factor, HIF)-1α免疫組織化學染色評估腎臟組織缺氧。
　　結(jié)果:自MI后第1至60天，MI小鼠的腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)R2*值顯著高于sham組(P＜0.05)，MI-L組的皮髓質(zhì)R2*值也顯著高于MI-S組（P＜0.05）。免疫組織化學染色顯示，從MI后第1至60天MI-L組小鼠腎臟的HIF-1α表達量顯著高于sham組和MI-S組（P＜0