时域体内荧光成像技术应用于实验性脑中风血脑...（一）
时域体内荧光成像技术应用于实验性脑中风血脑屏障的动态分析
摘要
脑缺血后血脑屏障可用于传递显像剂和疗法进入大脑。本研究的目的一是建立新的体内光学成像方法，用来纵向评价血脑屏障，二是评价经过短暂的局部脑缺血后血脑屏障的大小选择和时间模式。使用体内时域光学近红外成像技术来评价血脑屏障的渗透性，经过60分钟或20分钟短暂的大脑中动脉闭塞（MCAO）和不同时间的再灌注（长达14天），不论使用Cy5.5（1kDa）还是Cy5.5与牛血清蛋白（BSA）联合使用（67kDa）都表现出对比度增强。体内成像的观察同时用体外大脑成像和荧光示踪剂外溢的显微观察来验证。Cy5.5体内光学对比度增强的空间要大于实用BSA-Cy5.5。进过短暂的20分钟的MCAO后的纵向研究表现出双向的缺血屏障，身体同侧半球表现明显，7天达到顶峰，缺血后14天后恢复。BBB大分子和小分子区域的不同，可以潜在的应用于替代成像标记物，来评价梗塞前组织，这样可以用来选择神经保护疗法的适宜大小。
静脉溶栓是治疗急性缺血性中风的唯一方法，在发病3小时之内治疗疗效最佳。神经保护疗法的目的是缓解组织损害或延长3小时溶栓治疗没有明显的临床疗效的存活时间。这一问题由于缺乏临床实验证据而会更加严重，这些疗法通过完整无缺的或受损的血脑屏障进入大脑靶目标。
成像技术的加速发展能够加速严重的缺血性中风的治疗，可以作出更精确的初步评价，能够更好的选择和监视经过溶栓的患者，更好的使病人分阶段进行临床治疗。CT和磁共振成像（MRI）用于常用于临床，分子成像技术（单光子发射计算机断层成像术和正电子发射断层成像术及MRI分子影像）目前在评价急性脑中风患者时还有一定的局限性，这是因为缺乏神经病学的分子替代物和分子成像显影剂。最近，中风的亚急性阶段炎症的成像的应用结果表明，超小顺磁性氧化铁（USPIO）纳米微粒可作为巨噬细胞MRI对比剂。光学成像技术在评估脑灌注/氧化的作用目前局限于近红外光谱分析，通过进行组织荧光团（(血红蛋白和细胞色素aa3)吸收红外线进行大脑氧化的非侵评价。而常因缺乏组织渗透性和高光散色而阻碍光学成像技术的应用。在一定程度上这一局限性可以通过近红外光缓解，允许更深的组织渗透性，可以渗透数厘米，并且可以通过荧光而不是他的密度来分析时域光学特征。探针的荧光寿命(t)是指探针从激发态回到基态的时间。荧光寿命是探针内在的参数，不受探针浓度的影响，但是对组织微环境敏感。
大脑毛细血管内皮控制血液和大脑软组织分子的交换。血脑屏障有重要的临床意义，因为许多脑部疾病，包括中风，与不同分子大小的渗透性增加相关，从而导致血管源性水肿；此外，血脑屏障限制药物进入大脑，通过紧密的连接和主动转运通过ABC输送。因此，非侵研究大脑缺血屏障区域分布，大小选择和时间动力学有助于确定系统的治疗方法在发展过程中或疾病进展到达目标薄壁组织。本研究的目的是证实时域光学体内成像技术的发展和实用性，有或没有光学图像对比度增强，检测或定位中风包括大脑注入，确定中风实验模型中动力学以及血脑屏障的程度。
材料和方法
大脑中动脉闭塞的老鼠
所有使用的动物都是被动物保健委员会制度认可的并且遵循加拿大动物保健委员会的指导方针。雄鼠CD-1（23-25g）从查尔斯河获得并在当地繁殖。使用含有1.5%异氟醚和含有69%N2O和30%O2终浓度为1.0%的异氟醚的喷雾器进行麻醉诱导。使用内部发光细丝进行左侧大脑中动脉闭塞。简单地说就是用一个11毫米的涂有硅酮的尼龙线插入到一只麻醉的老鼠左颈动脉，直接进入颈内动脉颅外段，直到它堵塞了血液流向大脑中动脉(MCA)。20或60分钟缺血之后，动物被短暂的麻醉。
颅血流量的测量采用先进的激光流量计（ALF21，
ADVANCE有限责任公司，日本东京)。简单的说，就是使用异氟醚麻醉之后皮肤覆盖颅脑收缩。利用0.5毫米光纤探针通过完好无损的颅骨，通过MCA对大脑皮层由右至左半球大约7毫米侧面到中部和2毫米后部到前囟精确定位。基线血流(脑血流量值)被定义为100%的流动和采取立即开始前颈内动脉闭塞的外科手术。MCAO开始测量后，在10、20、40、50
和59分钟读数。额外读数资料都被去除，大约是65
,80,100,120分钟后的测量。小鼠在整个实验过程中保持全身麻醉，使用恒温的毯子使身体(直肠)温度维持在37度和38度。生理参数测定，包括血压、血液气体、酸碱度。另外一只老鼠进行模拟手术,对其进行同样的脑部手术,但是没有进行MCAO,作为对照。在不同的再灌注时间（长达14天）来分析经过短暂的血脑屏障渗透性和大脑注入的结果。
