基-苯基-四氢吡啶建立恒河猴PD模型的MRI表现
作者：谷晔炳 李坤成 姚新宇 张进禄 刘玉军 鲁强 徐群渊
单位：谷晔炳 李坤成 姚新宇(首都医科大学宣武医院CT室)；张进禄 刘玉军 鲁强 徐群渊(首都医科大学北京神经科学研究所)
关键词：恒河猴；帕金森病；磁共振成像
首都医科大学学报000302 提要：对甲基-苯基-四氢吡啶(MPTP)制成的帕金森病(PD)模型恒河猴脑行MRI检查，T2WI显示：注入侧中脑黑质面积减小，内有局灶性高信号。对PD模型恒河猴脑组织切片行酪氨酸羟化酶免疫组化方法检查，证实注药侧中脑多巴胺能神经元明显减少；行Grino染色显示注药侧黑质区有大量胶质细胞增生。实验结果表明MRI可作为评价MPTP建立恒河猴PD模型的手段。
中图分类号：R742.5
, 百拇医药 MRI Finding of Parkinsonizm in
Primate after MPTP Exposure
Gu Yebing，Li Kuncheng，Yao Xinyu
(Department of Radiology, Xuanwu Hospital, Affiliate of Capital University of Medical Sciences)
Zhang Jinlu，Liu Yujun，Lu Qiang，Xu Qunyuan
(Beijing Institute for Neuroscience, Capital University of Medical Sciences)
, http://www.100md.com
Abstract: Five primate models for Parkinsonizm, which was established by 1-methyl-4-pheny-1,2,3,6-tetrahydropyridine(MPTP) injecting through unilateral internal carotid after 6 weeks, were scanned by MR imaging. MRI demonstrated that the area of the substantia nigra decreased and there was foci of increased signal intensity in homolateral on T2-weighted images. Histological examination showed a loss of tyrosine hydroxylase-immunoreactive neurons and pervasive gliosis in the ventral midbrain area on the injection side by Grino staining. The results manifested that MRI can be a modality to evaluating the primate modal of Parkinsonnism after MPTP exposure.
, http://www.100md.com
Key words: macaque; Parkinsonizm; magnetic resonance imaging
帕金森病(Parkinson disease，PD)是一种锥体外系慢性退行性疾病，常见于老年人，以中脑腹侧黑质内多巴胺能神经元变性和减少为病理特征[1]。目前尚无应用MRI检查PD动物模型黑质改变情况的报告。我们应用MRI评价甲基-苯基-四氢吡啶(MPTP)建立的恒河猴PD模型，取得良好的评价效果，现报告如下。
1 材料和方法
取恒河猴5只(首都医科大学试验动物中心提供)，雌性2只，雄性3只，体质量6.0～8.5 kg。将新鲜配制的MPTP(Sigma)按1.0～1.5 mg/kg溶解于2 mL生理盐水中，穿刺颈总动脉逆血流方向缓慢注入猴血管内。其中4只恒河猴(雄雌各2只)注入右侧颈总动脉，另外1只(雄性)分别行双侧颈总动脉注射。10 d后全组恒河猴均出现对侧肢体肌肉僵直、肌张力增高，有时伴震颤及自发性身体向右侧旋转等典型的PD症状。其中1只行双侧注射者，两侧均出现上述表现。表明PD的动物模型制作成功。然后分别于出现PD症状后第42天～10月进行头颅MRI扫描15次。
, 百拇医药
应用1.0 T全身磁共振成像仪(德国西门子Siemens Magnetom Impact)，采用标准自旋回波(spin echo，SE)脉冲序列，获取横断和冠状断面T1加权像(T1WI)和T2加权像(T2WI)。具体扫描如下：T1WI取TR(重复时间)450 ms，TE(回波时间)15 ms；T2WI取TR 4 000 ms，TE 90 ms；层厚4.0 mm，间隔0.1 mm，为提高信/噪比和保证图像质量，采集信号4～5次，每次扫描时间18 min，总检查时间1.5 h。
扫描前30 min应用戊巴比妥钠(100 mg/kg)腹腔注射麻醉，以保证猴在扫描的过程中不动。其中有4例次猴子在扫描中出现体动等苏醒的迹象，再追加戊巴比妥钠100 mg/kg，待其安静后，继续完成扫描。
由2位MRI医师分析MRI图像所见，以单侧注射MPTP的4只恒河猴的对侧作为正常对照。
, http://www.100md.com
待模型猴PD症状稳定出现2～8月后，分别灌杀取脑，行冰冻切片(40 μm)。经抗酪氨酸羟化酶免疫组化光镜下显示中脑黑质多巴胺能神经元的形态变化，Grino染色法显示损毁区内胶质细胞增生浸润变化[2，3]。
2 结果
MRI显示在4例PD模型猴，右侧脑(注射MPTP侧)有3例中脑黑质面积缩小及边界模糊，1例黑质面积可疑缩小；2例T2WI可见黑质内多发局灶性高信号，另外2例信号强度无明显改变。1例双侧PD模型猴MRI显示两侧黑质面积均明显缩小，在T2WI上，黑质内部均可见多发局灶性高信号(图1a、1b)。未见其他脑内结构的异常改变。
图1 PD模型猴MRI T2WI轴位断层扫描
, 百拇医药
图1a 示右侧(损毁侧)黑质较左侧(正常侧)面积减小，边缘界限模糊
图1b 双侧PD猴模型表现为双侧中脑黑质面积减小，边界模糊，及黑质内多发局灶性高信号
脑切片经抗酪氨酸羟化酶免疫组化检测，光镜下证实注射MPTP侧中脑多巴胺能神经元较正常侧明显减少(图2a)。与病理对照分析，MRI显示由黑质多巴胺神经元减少所致黑质缩小的敏感度为83.3%(5/6)。脑切片Grino染色光镜下可见全组动物注射MPTP侧，中脑黑质内均有大量胶质细胞增生浸润(图2b)，MRI显示T2WI有高信号者(即敏感度)为66.7%。
图2 PD模型猴中脑黑质Grino染色光镜所见
图1a 正常侧，见多巴胺能神经元均匀分布，其间胶质细胞填充，↑示多巴胺能神经元 ×450
, 百拇医药
图1b 损毁侧，见大量胶质细胞浸润增生，多巴胺能神经元明显减少，散在分布，↑示多巴胺能神经元 ×450
3 讨论
MPTP是一种高选择性多巴胺能神经毒素，可破坏黑质致密带中的神经细胞，而不影响中脑腹侧被盖区中的多巴胺能神经元。用MPTP经颈总动脉注入灵长类动物，可复制出原发性帕金森病重要的临床、病理及药理反应特征[4]。由于进行PD基因治疗的临床前研究必须选用与人类最接近的灵长类动物模型，所以，除经尸检病理证实MPTP灵长类动物模型成功外，有必要探索活体评价该动物模型的手段。MRI属于无创伤、无射线影像学技术，具有最佳的软组织对比度和较高的空间分辨率，故本研究探索PD模型的MRI所见及MRI对该动物模型的评价价值。
正常人中脑黑质在高场强MRI的T2WI上呈“八”字形低信号，与周围结构明显对比。本实验证实正常恒河猴中脑黑质MRI所见与人类相似。PD患者MRI的T2WI可显示：①黑质致密部变窄，可能由于黑质细胞数减少、铁蛋白沉积增加所致；②黑质信号消失；③黑质内局灶性高信号，由胶质细胞增生引起[1]。此外，苍白球内亦可有局灶性高信号，并伴苍白球萎缩。少数病例壳核呈低信号，甚至可有全脑萎缩。
, 百拇医药
本实验结果表明，MRI显示MPTP恒河猴PD模型建立成功的主要表现为：T2WI上中脑黑质范围缩小和黑质内局灶性高信号，这些征象符合PD患者的MRI表现。虽然与实验动物脑切片病理结果对比，MRI显示黑质缩小的敏感度为83.3%，显示黑质内大量胶质细胞增生浸润的敏感度为66.7%，但是若将此2种异常征象联合分析，则MRI显示MPTP恒河猴PD模型敏感度可达100%。Miletich等人曾用MRI对MPTP PD模型猴进行历时168周的豆状核及尾状核动态研究[5]，但未专门描述黑质改变。本实验结果表明MRI可作为评价活体MPTP恒河猴PD模型建立情况的手段。
国家自然科学基金资助项目(39780037)、北京市跨世纪优秀人才工程资助项目
参考文献
1，Goetz C. Dopanimergic agonistc agonists in the treatment of Parkinson's disease. In: Ilanow C W, Liberman A eds. Scientific basis for therapy in Parkinson's disease. Lancaster: Parthenon Press, 1992.157
, http://www.100md.com
2，进禄,刘玉军,李坤成,等.单侧颈内动脉注入MPTP建立偏侧帕金森病灵长类模型的研究.首都医科大学学报,1998,19(1):1～4
3，陈佛痴，朱秀雄.组织学方法.长春：吉林人民出版社，1964.348
4，杨雄里，吴建屏，陈国治，等.神经科学百科全书.上海：上海科学技术出版社，1992.471
5，Miletich R S, Bankiemcz K S, Quarantelli M,et al.MRI detects acute degeneration of the nigrostriatal dopamine system after MPTP exposure in hemiparkinsoniam monkeys.Ann Neurol，1994,35:689～697
收稿日期：1999-11-08, http://www.100md.com
单位：谷晔炳 李坤成 姚新宇(首都医科大学宣武医院CT室)；张进禄 刘玉军 鲁强 徐群渊(首都医科大学北京神经科学研究所)
关键词：恒河猴；帕金森病；磁共振成像
首都医科大学学报000302 提要：对甲基-苯基-四氢吡啶(MPTP)制成的帕金森病(PD)模型恒河猴脑行MRI检查，T2WI显示：注入侧中脑黑质面积减小，内有局灶性高信号。对PD模型恒河猴脑组织切片行酪氨酸羟化酶免疫组化方法检查，证实注药侧中脑多巴胺能神经元明显减少；行Grino染色显示注药侧黑质区有大量胶质细胞增生。实验结果表明MRI可作为评价MPTP建立恒河猴PD模型的手段。
中图分类号：R742.5
, 百拇医药 MRI Finding of Parkinsonizm in
Primate after MPTP Exposure
Gu Yebing，Li Kuncheng，Yao Xinyu
(Department of Radiology, Xuanwu Hospital, Affiliate of Capital University of Medical Sciences)
Zhang Jinlu，Liu Yujun，Lu Qiang，Xu Qunyuan
(Beijing Institute for Neuroscience, Capital University of Medical Sciences)
, http://www.100md.com
Abstract: Five primate models for Parkinsonizm, which was established by 1-methyl-4-pheny-1,2,3,6-tetrahydropyridine(MPTP) injecting through unilateral internal carotid after 6 weeks, were scanned by MR imaging. MRI demonstrated that the area of the substantia nigra decreased and there was foci of increased signal intensity in homolateral on T2-weighted images. Histological examination showed a loss of tyrosine hydroxylase-immunoreactive neurons and pervasive gliosis in the ventral midbrain area on the injection side by Grino staining. The results manifested that MRI can be a modality to evaluating the primate modal of Parkinsonnism after MPTP exposure.
, http://www.100md.com
Key words: macaque; Parkinsonizm; magnetic resonance imaging
帕金森病(Parkinson disease，PD)是一种锥体外系慢性退行性疾病，常见于老年人，以中脑腹侧黑质内多巴胺能神经元变性和减少为病理特征[1]。目前尚无应用MRI检查PD动物模型黑质改变情况的报告。我们应用MRI评价甲基-苯基-四氢吡啶(MPTP)建立的恒河猴PD模型，取得良好的评价效果，现报告如下。
1 材料和方法
取恒河猴5只(首都医科大学试验动物中心提供)，雌性2只，雄性3只，体质量6.0～8.5 kg。将新鲜配制的MPTP(Sigma)按1.0～1.5 mg/kg溶解于2 mL生理盐水中，穿刺颈总动脉逆血流方向缓慢注入猴血管内。其中4只恒河猴(雄雌各2只)注入右侧颈总动脉，另外1只(雄性)分别行双侧颈总动脉注射。10 d后全组恒河猴均出现对侧肢体肌肉僵直、肌张力增高，有时伴震颤及自发性身体向右侧旋转等典型的PD症状。其中1只行双侧注射者，两侧均出现上述表现。表明PD的动物模型制作成功。然后分别于出现PD症状后第42天～10月进行头颅MRI扫描15次。
, 百拇医药
应用1.0 T全身磁共振成像仪(德国西门子Siemens Magnetom Impact)，采用标准自旋回波(spin echo，SE)脉冲序列，获取横断和冠状断面T1加权像(T1WI)和T2加权像(T2WI)。具体扫描如下：T1WI取TR(重复时间)450 ms，TE(回波时间)15 ms；T2WI取TR 4 000 ms，TE 90 ms；层厚4.0 mm，间隔0.1 mm，为提高信/噪比和保证图像质量，采集信号4～5次，每次扫描时间18 min，总检查时间1.5 h。
扫描前30 min应用戊巴比妥钠(100 mg/kg)腹腔注射麻醉，以保证猴在扫描的过程中不动。其中有4例次猴子在扫描中出现体动等苏醒的迹象，再追加戊巴比妥钠100 mg/kg，待其安静后，继续完成扫描。
由2位MRI医师分析MRI图像所见，以单侧注射MPTP的4只恒河猴的对侧作为正常对照。
, http://www.100md.com
待模型猴PD症状稳定出现2～8月后，分别灌杀取脑，行冰冻切片(40 μm)。经抗酪氨酸羟化酶免疫组化光镜下显示中脑黑质多巴胺能神经元的形态变化，Grino染色法显示损毁区内胶质细胞增生浸润变化[2，3]。
2 结果
MRI显示在4例PD模型猴，右侧脑(注射MPTP侧)有3例中脑黑质面积缩小及边界模糊，1例黑质面积可疑缩小；2例T2WI可见黑质内多发局灶性高信号，另外2例信号强度无明显改变。1例双侧PD模型猴MRI显示两侧黑质面积均明显缩小，在T2WI上，黑质内部均可见多发局灶性高信号(图1a、1b)。未见其他脑内结构的异常改变。
图1 PD模型猴MRI T2WI轴位断层扫描
, 百拇医药
图1a 示右侧(损毁侧)黑质较左侧(正常侧)面积减小，边缘界限模糊
图1b 双侧PD猴模型表现为双侧中脑黑质面积减小，边界模糊，及黑质内多发局灶性高信号
脑切片经抗酪氨酸羟化酶免疫组化检测，光镜下证实注射MPTP侧中脑多巴胺能神经元较正常侧明显减少(图2a)。与病理对照分析，MRI显示由黑质多巴胺神经元减少所致黑质缩小的敏感度为83.3%(5/6)。脑切片Grino染色光镜下可见全组动物注射MPTP侧，中脑黑质内均有大量胶质细胞增生浸润(图2b)，MRI显示T2WI有高信号者(即敏感度)为66.7%。
图2 PD模型猴中脑黑质Grino染色光镜所见
图1a 正常侧，见多巴胺能神经元均匀分布，其间胶质细胞填充，↑示多巴胺能神经元 ×450
, 百拇医药
图1b 损毁侧，见大量胶质细胞浸润增生，多巴胺能神经元明显减少，散在分布，↑示多巴胺能神经元 ×450
3 讨论
MPTP是一种高选择性多巴胺能神经毒素，可破坏黑质致密带中的神经细胞，而不影响中脑腹侧被盖区中的多巴胺能神经元。用MPTP经颈总动脉注入灵长类动物，可复制出原发性帕金森病重要的临床、病理及药理反应特征[4]。由于进行PD基因治疗的临床前研究必须选用与人类最接近的灵长类动物模型，所以，除经尸检病理证实MPTP灵长类动物模型成功外，有必要探索活体评价该动物模型的手段。MRI属于无创伤、无射线影像学技术，具有最佳的软组织对比度和较高的空间分辨率，故本研究探索PD模型的MRI所见及MRI对该动物模型的评价价值。
正常人中脑黑质在高场强MRI的T2WI上呈“八”字形低信号，与周围结构明显对比。本实验证实正常恒河猴中脑黑质MRI所见与人类相似。PD患者MRI的T2WI可显示：①黑质致密部变窄，可能由于黑质细胞数减少、铁蛋白沉积增加所致；②黑质信号消失；③黑质内局灶性高信号，由胶质细胞增生引起[1]。此外，苍白球内亦可有局灶性高信号，并伴苍白球萎缩。少数病例壳核呈低信号，甚至可有全脑萎缩。
, 百拇医药
本实验结果表明，MRI显示MPTP恒河猴PD模型建立成功的主要表现为：T2WI上中脑黑质范围缩小和黑质内局灶性高信号，这些征象符合PD患者的MRI表现。虽然与实验动物脑切片病理结果对比，MRI显示黑质缩小的敏感度为83.3%，显示黑质内大量胶质细胞增生浸润的敏感度为66.7%，但是若将此2种异常征象联合分析，则MRI显示MPTP恒河猴PD模型敏感度可达100%。Miletich等人曾用MRI对MPTP PD模型猴进行历时168周的豆状核及尾状核动态研究[5]，但未专门描述黑质改变。本实验结果表明MRI可作为评价活体MPTP恒河猴PD模型建立情况的手段。
国家自然科学基金资助项目(39780037)、北京市跨世纪优秀人才工程资助项目
参考文献
1，Goetz C. Dopanimergic agonistc agonists in the treatment of Parkinson's disease. In: Ilanow C W, Liberman A eds. Scientific basis for therapy in Parkinson's disease. Lancaster: Parthenon Press, 1992.157
, http://www.100md.com
2，进禄,刘玉军,李坤成,等.单侧颈内动脉注入MPTP建立偏侧帕金森病灵长类模型的研究.首都医科大学学报,1998,19(1):1～4
3，陈佛痴，朱秀雄.组织学方法.长春：吉林人民出版社，1964.348
4，杨雄里，吴建屏，陈国治，等.神经科学百科全书.上海：上海科学技术出版社，1992.471
5，Miletich R S, Bankiemcz K S, Quarantelli M,et al.MRI detects acute degeneration of the nigrostriatal dopamine system after MPTP exposure in hemiparkinsoniam monkeys.Ann Neurol，1994,35:689～697
收稿日期：1999-11-08, http://www.100md.com