目的:探讨光生物调节(photobiomodulation,PBM)对脑组织间液(interstitial fluid,ISF)引流的影响,为PBM治疗阿尔兹海默病(Alzheimer's disease)提供新的解释.方法:24只SD雄性大鼠随机分为PBM组(n=12)、假PBM组(n=6)及空白对照组(n=6),其中PBM组根据磁示踪分子探针注射部位的不同又分为PBM同侧示踪组(nI=6)和PBM对侧示踪组(n=6).PBM组和假PBM组大鼠在脑尾状核区ISF引流到达的额叶皮层区对应的颅骨上微创暴露硬膜;PBM组使用630 nm光纤(5～6 mW/cm2)按照每次光照5 min,暂停2 min的方式,总共照射5次;假PBM组于相同位置使用光纤但不打开电源,保持相同时间;空白对照组不进行任何操作.PBM结束后,将示踪分子探针注射到每组大鼠的尾状核区,之后利用磁示踪技术根据探针分子的扩散和分布,观察大鼠尾状核区ISF引流的变化规律,并使用细胞外间隙(extracellular space,ECS)扩散参数图像(diffusion rate in ECS-mapping,DECS-mapping)技术分析脑ECS结构的变化,最后得到反映脑ECS结构和ISF引流情况的参数:容积占比(α)、迂曲度(入)、半衰期(T1/2)和扩散参数(DECS).比较各组间参数差异从而分析PBM对脑ECS及ISF的影响.结果:参数T1/2、DECS和入在PBM同侧示踪组、PBM对侧示踪组和假PBM组间差异有统计学意义(F=79.286,P＜0.001;F=13.458,P＜0.001;F=10.948,P=0.001),而参数α在三组间差异无统计学意义(F=1.217,P=0.324).与假PBM组和PBM对侧示踪组相比,PBM同侧示踪组的T1/2显著减小[(45.45±6.76)min vs.(76.01±3.44)min,P＜0.001;(45.45±6.76)min vs.(78.07±4.27)min,P＜0.001],说明脑 ISF 引流速度明显加快;DECS显著增大[(4.51±0.77)×10-4 mm2/s vs.(3.15±0.44)x10-4 mm2/s,P＜0.001;(4.51±0.77)x10-4 mm2/s vs.(3.01±0.38)x10-4 mm2/s,P＜0.001],说明脑ECS内分子扩散速率明显增快;入显著减小(1.51±0.21vs.1.85±0.12,P=0.001;1.51±0.21vs.1.89±0.11,P=0.001),说明脑ECS结构的迂曲程度下降.结论:PBM可以调控脑ISF引流,这可能是PBM治疗阿尔兹海默病的潜在作用机制之一,也为经脑ECS途径提升脑功能的主动调控策略提供了全新方案.

细胞外液;光生物调节;阿尔兹海默病;放射性示踪剂;磁共振成像

蔡颖;万巧琴;蔡宪杰;高亚娟;韩鸿宾

北京大学第三医院放射科,北京 100191;北京大学护理学院,北京 100191;北京大学医学部医学技术研究院,北京 100191;北京市磁共振成像设备与技术重点实验室,北京 100191;国家药品监督管理局医学成像设备质量评价重点实验室,北京 100191;北京大学深圳研究生院,深圳 518055

北京大学学报（医学版）

[1]蔡颖;万巧琴;蔡宪杰;高亚娟;韩鸿宾-.光生物调节加速脑组织间液引流及其机制)[J].北京大学学报（医学版）,2022(05):1000-1005

DECS,21vs

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