光、磁分子探针在脑组织间隙内的扩散分布规律

摘要

目的:对比荧光分子探针四甲基罗丹明-葡聚糖(dextran-tetramethylrhodamine,DT)和荧光黄(lucifer yellow CH,LY)、磁性分子探针钆-二乙三胺五乙酸(gadolinium-diethylene triamine pentaacetic acid,Gd-DTPA)在多孔介质中的动态扩散分布规律,筛选合适的荧光分子探针用于大鼠脑组织间隙(interstitial space,ISS)光学成像。方法:琼脂糖凝胶分为DT组、LY组、Gd-DTPA组,分别导入相应分子探针,应用激光扫描共聚焦显微镜分别动态观察DT、LY在琼脂糖凝胶内的扩散分布,与磁共振成像显示的Gd-DTPA在琼脂糖凝胶内的动态扩散过程进行比较。LY分别导入18只大鼠尾状核,对不同时间点离体脑切片进行荧光成像,其成像数据与相应导入Gd-DTPA的大鼠的磁共振在体检测成像数据进行对比。结果:DT、LY及Gd-DTPA在琼脂糖凝胶中的扩散分布均表现为各向同性,平均扩散分布速率分别为:(0.07±0.02)×10-2mm2/s、(1.54±0.47)×10-2mm2/s、(1.45±0.50)×10-2mm2/s,DT与LY、DT与Gd-DTPA间差异均有统计学意义(ANOVA,F=367.15,P<0.001;Post-Hoc LSD,P<0.001),LY与Gd-DTPA间差异无统计学意义(Post-Hoc LSD,P=0.091)。重复测量方差分析比较分子探针的扩散分布面积随时间变化的趋势:DT与LY、DT与Gd-DTPA间的变化规律差异均有统计学意义(Bonferroni校正,α=0.0125,P<0.001),LY与Gd-DTPA间差异无统计学意义(Bonferroni校正,α=0.0125,P=0.203)。LY与Gd-DTPA在大鼠尾状核ISS内分布随时间变化呈各向异性,均表现为指向同侧皮层区的单方向楔形扩散,平均扩散分布速率分别为(1.03±0.29)×10-3mm2/s和(0.81±0.27)×10-3mm2/s,t=0.759,P=0.490;信号衰减半衰期分别为(2.58±0.04)h和(2.46±0.10)h,t=2.025,P=0.113。LY与Gd-DTPA间扩散分布面积比率在0.5、1、2、3、7 h差异无统计学意义(t=2.249,P=0.088;t=2.582,P=0.061;t=1.966,P=0.121;t=0.132,P=0.674;t=0.032,P=0.976),在11 h差异有统计学意义(t=2.917,P=0.043)。结论:LY与Gd-DTPA在多孔介质内的扩散分布规律一致,是ISS荧光成像的适用分子探针,可用于脑ISS的微观、宏观、离体检测。