Neuroimaging Biomarkers Predict Brain Structural Connectivity Change in a Mouse Model of Vascular Cognitive Impairment

doi:10.1161/STROKEAHA.116.014394

.2017年2月；48(2):468-475.

doi:10.1161/STROKEAHA.116.014394。 Epub 2017年1月9日。

神经成像生物标记物预测血管性认知障碍小鼠模型的脑结构连接变化

附属公司

¹来自柏林中风研究中心（CSB）实验神经病学系（P.B.-S、M.F.、M.F、S.M.、M.Z.、U.D.、T.D.F.）、CharitéCore Facility 7T实验核磁共振成像仪（P.B..S，S.M.）、神经病理学系（J.L.R.）和德国神经退行性疾病中心（DZNE），柏林站点（M.F.，U.D.），德国柏林慈善大学医学院；以及英国诺丁汉大学生命科学学院（R.C.T.，T.D.F.）和数学学院（T.K.，L.S.）。
²来自柏林中风研究中心（CSB）实验神经病学系（P.B.-S、M.F.、M.F、S.M.、M.Z.、U.D.、T.D.F.）、CharitéCore Facility 7T实验核磁共振成像仪（P.B..S，S.M.）、神经病理学系（J.L.R.）和德国神经退行性疾病中心（DZNE），柏林站点（M.F.，U.D.），德国柏林慈善大学医学院；以及英国诺丁汉大学生命科学学院（R.C.T.，T.D.F.）和数学学院（T.K.，L.S.）。tracy.farr@nottingham.ac.uk。

PMID： 28070001
预防性维修识别码： PMC5266417
内政部： 10.1161/冲程116.014394

神经成像生物标记物预测血管性认知障碍小鼠模型的脑结构连接变化

菲利普·博姆-斯特姆等。 (打、击等的)一下. 2017年2月.

.2017年2月；48(2):468-475.

doi:10.1161/STROKEAHA.116.014394。 Epub 2017年1月9日。

附属公司

¹来自柏林中风研究中心（CSB）实验神经病学系（P.B.-S、M.F.、M.F、S.M.、M.Z.、U.D.、T.D.F.）、CharitéCore Facility 7T实验核磁共振成像仪（P.B..S，S.M.）、神经病理学系（J.L.R.）和德国神经退行性疾病中心（DZNE），柏林站点（M.F.，U.D.），德国柏林慈善大学医学院；以及英国诺丁汉大学生命科学学院（R.C.T.，T.D.F.）和数学学院（T.K.，L.S.）。
²来自柏林中风研究中心（CSB）实验神经病学系（P.B.-S、M.F.、M.F、S.M.、M.Z.、U.D.、T.D.F.）、CharitéCore Facility 7T实验核磁共振成像仪（P.B..S，S.M.）、神经病理学系（J.L.R.）和德国神经退行性疾病中心（DZNE），柏林站点（M.F.，U.D.），德国柏林慈善大学医学院；以及英国诺丁汉大学生命科学学院（R.C.T.，T.D.F.）和数学学院（T.K.，L.S.）。tracy.farr@nottingham.ac.uk。

PMID： 28070001
预防性维修识别码： PMC5266417
内政部： 10.1161/冲程116.014394

摘要

背景和目的：有人建议，小鼠大脑中的慢性低灌注可以模拟血管认知损伤的某些方面，例如白质损伤。尽管这个模型已经引起了人们的注意，但我们小组一直在努力生成可靠的认知和病理表型。本研究旨在确定老年、严重低灌注小鼠脑病理的神经影像生物标记物。

方法：我们使用磁共振成像来表征灌注不足小鼠的大脑退化，通过改进手术程序，使用报告的最小直径微线圈（160μm）。

结果：低灌注组出现急性脑血流量减少，恢复时间超过1个月，并与动脉重塑相一致。增加低灌注导致水迷宫的空间学习能力下降，这是以前没有报道过的。我们无法通过组织学观察到严重的白质损伤，但一种分析扩散张量成像数据的新方法，图论，揭示了低灌注脑网络的实质性重组。数据的logistic回归模型显示，3个网络参数在预测群体成员关系（全局和局部效率和程度）方面特别有效，聚类系数与水迷宫中的表现相关。

结论：总的来说，这些发现表明，尽管小鼠大脑具有自我调节能力来补偿血流量的突然减少，但有证据表明，大脑网络发生了变化，可以作为神经成像生物标记物来预测结果。

关键词：生物标志物；扩散张量成像；低灌注；磁共振成像；小鼠；神经影像学；血管认知障碍。

PubMed免责声明

数字

**图1。**
脑血流（CBF）和低灌注脑的形态学变化。A类代表性CBF图和血管造影重建显示低灌注小鼠的Willis环扭曲度增加。B类假手术组（n=10）和低灌注组（n=11）的CBF随时间变化（平均值±SD）。C两组海马体积百分比。

**图2。**
脑代谢物浓度对低灌注的反应。A类，低灌注小鼠纹状体的代表性光谱。B类，假小鼠和低灌注小鼠的代谢物浓度（mmol/L）（平均值±SD）。Ala表示丙氨酸；γ-氨基丁酸；Glc，葡萄糖；谷氨酰胺；谷氨酸；GPC，甘油磷酸胆碱；谷胱甘肽；肌醇；Lac、乳酸（假[n=5]和低灌注[n=6]）；N-乙酰天冬氨酸；PCh，磷酸胆碱；还有牛磺酸。

**图3。**
低灌注对弥散张量成像（DTI）指数的影响。每组2只代表性动物的定量分数各向异性（FA）、平均扩散率（MD）、轴向扩散率（AD）和径向扩散率（RD）图（校准条对应于定量值）。A类，FA；(B类)医学博士；(C)AD；和(D类)两组的RD（平均值±SD）。

**图4。**
图论揭示了低灌注脑的微结构网络变化。每组2只动物胼胝体的典型重建。A类，全球效率；(B类)模块化(C)及物性，以及(D类)两组的局部效率。

**图5。**
脑灌注不足的白质完整性和星形胶质细胞增生。每组代表性动物胼胝体的Luxol蓝、GFAP和Iba1染色组织切片（虚线勾勒出胼胝体[cc].v表示心室。

**图6。**
低灌注对空间学习和短期识别记忆的影响。A类、逃逸延迟和(B类)两组在Morris水迷宫地点任务中的游泳速度（平均值±SD）。C，两组在术前和术后4周进行新物体识别（NOR）任务第二次试验时的辨别率（>0.5表示对新物体的探索增加）。

请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

血管认知障碍小鼠模型中血管变化和血管紧张素2型受体的对抗作用。
Füchtemeier M、Brinckmann议员、Foddis M、Kunz A、Po C、Curato C、Dirnagl U、Farr TD。 Füchtemeier M等人。大脑血流代谢杂志。2015年3月；35(3):476-84. doi:10.1038/jcbfm.2014.221。Epub 2014年12月10日。大脑血流代谢杂志。2015. PMID：25492118 免费PMC文章。
高脂肪饮食诱导的小鼠糖尿病会加剧慢性低灌注导致的认知障碍。
Zuloaga KL、Johnson LA、Roese NE、Marzulla T、Zhang W、Nie X、Alkayed FN、Hong C、Grafe MR、Pike MM、Raber J、Alkayd NJ。 Zuloaga KL等人。大脑血流代谢杂志。2016年7月；36(7):1257-70. doi:10.1177/0271678X15616400。Epub 2015年11月11日。大脑血流代谢杂志。2016 PMID：26661233 免费PMC文章。
轻度认知功能障碍患者脑灌注和功能性脑网络组织的变化。
Lou W、Shi L、Wong A、Chu WC、Mok VC、Wang D。 Lou W等人。阿尔茨海默病杂志。2016年8月10日；54(1):397-409. doi:10.3233/JAD-160201。阿尔茨海默病杂志。2016 PMID：27567823
脑血管疾病和血管性认知障碍神经成像方法中的创新MRI技术。
Carnevale L，Lembo G。 Carnevale L等人。国际分子科学杂志。2019年5月30日；20(11):2656. doi:10.3390/ijms20112656。国际分子科学杂志。2019 PMID：31151154 免费PMC文章。审查。
神经影像学及其与理解糖尿病和认知功能障碍相关途径的相关性。
Moran C、Beare R、Phan T、Starkstein S、Bruce D、Romina M、Srikanth V。 Moran C等人。阿尔茨海默病杂志。2017;59(2):405-419. doi:10.3233/JAD-161166。阿尔茨海默病杂志。2017 PMID：28527209 审查。

查看所有类似文章

引用人

海马神经发生缺陷是颈动脉狭窄导致小鼠脑灌注不足导致认知障碍的基础。
Fraga E、Medina V、Cuartero MI、García-Culebras a、Bravo-Ferrer I、Hernández-Jiménez M、Garcia-Segura JM、Hurtado O、Pradillo JM，Lizasaain I、Moro Má。 Fraga E等人。前细胞神经科学。2023年8月11日；17:1219847. doi:10.3389/fncel.2023.1219847。eCollection 2023年。前细胞神经科学。2023 PMID：37636586 免费PMC文章。
双侧颈动脉狭窄导致脑灌注不足小鼠模型的简要概述。
石川浩H、新都A、水谷浩A、知本H、罗裕利安、Arai K。石川浩等人。大脑血流代谢杂志。2023年11月；43（2增补）：18-36。doi:10.1177/0271678X231154597。Epub 2023年3月8日。大脑血流代谢杂志。2023 PMID：36883344 免费PMC文章。审查。
9.4 T MRI检测慢性脑缺血和认知功能障碍大鼠的血流动力学变化和神经元损伤。
孙明，吴莉，陈刚，莫X，石C。 Sun M等人。大脑行为。2022年7月；12（7）：e2642。doi:10.1002/brb3.2642。Epub 2022年6月10日。大脑行为。2022 PMID：35687797 免费PMC文章。
长期连接组分析揭示了具有血管性痴呆特征的模型中视觉、空间网络的重塑。
Hall GR、Boehm-Sturm P、Dirnagl U、Finke C、Foddis M、Harms C、Koch SP、Kuchling J、Madan CR、Mueller S、Sassi C、Sotiropoulos SN、Trueman RC、Wallis MD、Yildirim F、Farr TD。 Hall GR等人。 (打、击等的)一下。2022年5月；53(5):1735-1745. doi:10.1161/STROKEAHA.121.036997。Epub 2022年2月2日。 (打、击等的)一下。2022 PMID：35105183 免费PMC文章。
甘氨酸通过甘氨酸受体α2和血管内皮生长因子受体2减轻中风后的脑血管重塑。
Chen Z，Wang X，Liao H，Sheng T，Chen P，Zhou H，Pan Y，Liu W，Yao H。 Chen Z等。 Am J Transl Res.2020年10月15日；12(10):6895-6907. eCollection 2020。 Am J Transl Res.2020年。 PMID：33194080 免费PMC文章。

查看所有“被引用”文章

工具书类

1. Iadecola C.血管性痴呆的病理生物学。神经元。2013;80:844–866. doi:10.1016/j.neuron.2013.10.008。-项目管理咨询公司-公共医学
1. Jokinen H、Schmidt R、Rople S、Fazekas F、Gouw AA、Barkhof F等。LADIS研究小组。扩散变化预测认知和功能结果：LADIS研究。Ann Neurol公司。2013;73:576–583. doi:10.1002/ana.23802。-公共医学
1. Shibata M、Ohtani R、Ihara M、Tomimoto H。新型慢性脑灌注不足小鼠模型中的白质损伤和胶质细胞激活。(打、击等的)一下。2004;35:2598–2603. doi:10.1161/01.STR.000143725.19053.60。-公共医学
1. Shibata M、Yamasaki N、Miyakawa T、Kalaria RN、Fujita Y、Ohtani R等。慢性脑灌注不足小鼠模型中工作记忆的选择性损伤。(打、击等的)一下。2007;38:2826–2832. doi:10.1161/STROKEAHA.107.490151。-公共医学
1. Coltman R，Spain A，Tsenkina Y，Fowler JH，Smith J，Scullion G等。选择性白质病理导致空间工作记忆的特定损伤。神经生物老化。2011;32:2324.电子7–2324.e12。doi:10.1016/j.neurobiolaging.2010.09.005。-公共医学

出版物类型

行动

MeSH术语

行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动

LinkOut-更多资源

全文源
其他文献来源
- scite智能引文

[1] Iadecola C.血管性痴呆的病理生物学。神经元。2013;80:844–866. doi:10.1016/j.neuron.2013.10.008。-项目管理咨询公司-公共医学

[2] Iadecola C.血管性痴呆的病理生物学。神经元。2013;80:844–866. doi:10.1016/j.neuron.2013.10.008。-项目管理咨询公司-公共医学

[3] Jokinen H、Schmidt R、Rople S、Fazekas F、Gouw AA、Barkhof F等。LADIS研究小组。扩散变化预测认知和功能结果：LADIS研究。Ann Neurol公司。2013;73:576–583. doi:10.1002/ana.23802。-公共医学

[4] Jokinen H、Schmidt R、Rople S、Fazekas F、Gouw AA、Barkhof F等。LADIS研究小组。扩散变化预测认知和功能结果：LADIS研究。Ann Neurol公司。2013;73:576–583. doi:10.1002/ana.23802。-公共医学

[5] Shibata M、Ohtani R、Ihara M、Tomimoto H。新型慢性脑灌注不足小鼠模型中的白质损伤和胶质细胞激活。(打、击等的)一下。2004;35:2598–2603. doi:10.1161/01.STR.000143725.19053.60。-公共医学

[6] Shibata M、Ohtani R、Ihara M、Tomimoto H。新型慢性脑灌注不足小鼠模型中的白质损伤和胶质细胞激活。(打、击等的)一下。2004;35:2598–2603. doi:10.1161/01.STR.000143725.19053.60。-公共医学

[7] Shibata M、Yamasaki N、Miyakawa T、Kalaria RN、Fujita Y、Ohtani R等。慢性脑灌注不足小鼠模型中工作记忆的选择性损伤。(打、击等的)一下。2007;38:2826–2832. doi:10.1161/STROKEAHA.107.490151。-公共医学

[8] Shibata M、Yamasaki N、Miyakawa T、Kalaria RN、Fujita Y、Ohtani R等。慢性脑灌注不足小鼠模型中工作记忆的选择性损伤。(打、击等的)一下。2007;38:2826–2832. doi:10.1161/STROKEAHA.107.490151。-公共医学

[9] Coltman R，Spain A，Tsenkina Y，Fowler JH，Smith J，Scullion G等。选择性白质病理导致空间工作记忆的特定损伤。神经生物老化。2011;32:2324.电子7–2324.e12。doi:10.1016/j.neurobiolaging.2010.09.005。-公共医学

[10] Coltman R，Spain A，Tsenkina Y，Fowler JH，Smith J，Scullion G等。选择性白质病理导致空间工作记忆的特定损伤。神经生物老化。2011;32:2324.电子7–2324.e12。doi:10.1016/j.neurobiolaging.2010.09.005。-公共医学

将引文保存到文件

电子邮件引文

添加到集合

添加到我的书目

您保存的搜索

为外部引文管理软件创建文件

您的RSS源

神经成像生物标记物预测血管性认知障碍小鼠模型的脑结构连接变化

附属公司

神经成像生物标记物预测血管性认知障碍小鼠模型的脑结构连接变化

作者

附属公司

摘要

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

摘要

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

相关信息

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源