肝功能衰竭大鼠脑水通道蛋白-4表达与MR DWI的相关性研究

【摘要】：目的 研究水通道蛋白-4(AQP-4)在急、慢性肝衰竭时脑组织中的表达规律,探讨肝衰竭时脑水肿及磁共振扩散加权成像(MR DWI)的分子生物学机制,为临床影像诊断及治疗提供实验性依据。材料和方法 雄性SD大鼠65只,随机分为急性组(25只)、慢性组(25只)、对照组(15只)。用硫代乙酰胺腹腔内注射法分别诱发急性、慢性肝衰竭模型,对照组以生理盐水代替。急性组注射第4天、慢性组第15周时分级评价肝性脑病表现,进行MR DWI扫描,观察异常信号分布情况,测量大脑最大层面的顶部、外侧部皮质和大脑深部临近侧脑室区的DWI值、表观扩散系数(ADC)值。处死后进行血氨检测、取与DWI相对应的最大改变层面切片进行病理观察、免疫组织化学及逆转录—聚合酶链式反应(RT-PCR)检测,用图像分析技术检测AQP-4蛋白、胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)的表达情况,并进行统计学分析。结果对照组DWI未见异常,无脑病表现及脑水肿改变,AQP-4、GFAP表达无明显变化;急性组血氨高于对照组约3.5倍并伴随中—重度肝性脑病表现,在DWI上脑皮质区及临近侧脑室区呈高信号,DWI值增高、ADC值减低并与血氨水平、AQP-4 mRNA及蛋白表达增高呈相关关系,病理检查有明显脑细胞和血管内皮细胞水肿;慢性组血氨升高不明显并以轻—中度脑病表现为主、DWI上与急性组相同区域内出现稍高信号,但DWI值增高、ADC值减低不如急性组明显,病理检查有轻度脑组织水肿和星形胶质细胞增生,AQP-4 mRNA及AQP-4、GFAP蛋白表达明显增高。结论 1.在肝功能衰竭中血氨增高是导致脑内能量代谢异常、星形胶质细胞内AQP-4 mRNA和蛋白表达增加的主要因素,高氨血症是肝性脑水肿发生和进展的核心环节;2.MR DWI技术诊断肝性脑水肿具有极高的敏感度,其所发现的信号异常可很好的反映脑水肿、AQP-4蛋白表达异常的范围、程度;3.在急性肝衰竭伴中—重度肝性脑病时,早期MR DWI即可发现脑水肿的改变且DWI值增加、ADC值下降可间接反映AQP-4蛋白表达水平的升高;4.