通过质子磁共振波谱分析间接检测乙酰胆碱含量的方法

专利名称：：通过质子磁共振波谱分析间接检测乙酰胆碱含量的方法
技术领域：
：发明属于医疗评价、检测
技术领域：
。具体涉及一种可用于早老性痴呆的早期、无创性诊断方法的建立。
背景技术：
：早老性痴呆(Alzheimer'sdisease,AD)是一种进行性神经退行性疾病。随着社会老龄化进程的加快，AD的发病率和发病人数急剧上升，已成为继心血管疾病、癌症、中风之后的第四大死亡原因。然而，迄今为止，AD的病因和发病机制尚未完全阐明，目前对AD的诊断主要借助于心理量表，其确诊依赖于神经病理检查，由于活检对患者具有创伤性，不易被患者及家属接受，故绝大多数患者最终只有经尸检才能确t会。而另一方面，新的治疗手段不断出现,对轻度患者仍有望改善症状，延缓病情发展(SamuelsSC，2003)。因此，研究AD的早期诊断技术十分重要。乙酰胆碱的丢失是早老性痴呆发病初期的一个极其重要的神经病理学变化，也被认为是早老性痴呆早期诊断的一个重要分子标志物。^MRS是目前神经科学和认知科学领域的最佳研究手段之一，作为一种无创性检测脑内神经化学物质的方法越来越受到重视，它能够检测一系列可以反映脑内病变的代谢物质，如N-乙酰基天冬氨酸盐、谷氨酸、肌醇以》总胆碱(MalgorzataMarjanska,2005)。其中，总胆碱包括乙酰胆碱在内的所有含胆碱的化合物，但遗憾的是不能够直接检测乙酰胆碱的水平。经微量渗析高效液相色谱法(HPLC)可在体检测大鼠乙酰胆碱含量(QingTian，2003)。基于此，通过上述两种检测技术分别获得总胆碱和乙酰胆碱的含量，经双变量及线性回归分析，大鼠总胆碱和乙酰胆碱含量在正常Sprague-Dawley大鼠海马、纹状体、额皮质以及驱体感觉皮层等四个脑区均有显著相关性，结果表明通过质子磁共振波谱分析获得的大鼠胆碱信号作为大鼠乙酰胆碱含量的预报值有统计学意义。本发明特点是在体通过质子磁共振波谱分析(ProtonMRspectroscopy,'HMRS)获得大鼠胆碱信号，间接、无创性反映大鼠乙酰胆碱含量，操作简便，重现性好，无创伤，所需费用适当，为AD无创伤性早期诊断提供了新方法。
发明内容本发明的目的在于提供一种通过质子磁共振波谱分析('HMRS)获得胆碱信号间接、无创性检测乙酰胆碱含量方法。本检测乙酰胆碱含量的方法是通过质子磁共振波谱分析。HMRS)获得胆碱信号间接检测乙酰胆碱含量。本发明比较了正常大鼠海马、纹状体、额皮质以及驱体感觉皮层区域总胆碱和乙酰胆碱含量的关系。通过大鼠海马定位(3.0mmX1.5mmX3.0mm)，采活体定域的参数重复时间(TR)=2.5s，回波时间(TE)=136ms，平均次数(NA)=256，经质子磁共振波谱分析获得大鼠胆碱信号；经微量渗析，每只大鼠取40nl海马灌流液，高效液相色谱法(HPLC)检测大鼠海马乙酰胆碱含量。经双变量及线性回归分析大鼠海马胆碱信号和乙酰胆碱含量的关系。通过大鼠纹状体定位(2.5mmX2.5mmX2.0mm)，采活体定域的参数重复时间(TR)=2.5s,回波时间(TE)=136ms,平均次数(NA)=256，经质子磁共振波谱分析获得大鼠胆碱信号；经微量渗析，每只大鼠取40ial纹状体灌流液，高效液相色谱法检测大鼠纹状体乙酰胆碱含量。经双变量及线性回归分析大鼠纹状体胆碱信号和乙酰胆碱含量的关系。通过大鼠额皮质定位(3.0mmX1.5mmX3.0mm)，采活体定域的参数重复时间(TR)=2.5s，回波时间(TE)=136ms,平均次数(NA)=256，经质子磁共振波谱分析获得大鼠胆碱信号；经微量渗析，每只大鼠取40pl额皮质灌流液，高效液相色谱法检测大鼠额皮质乙酰胆碱含量。经双变量及线性回归分析大鼠额皮质胆碱信号和乙酰胆碱含量的关系。通过大鼠驱体感觉皮层定位(2.5mmX2.5mmX2.0mm)，采活体定域的参数重复时间(TR)=2.5s,回波时间(TE)=136ms,平均次数(NA)=256，经质子磁共振波谱分析获得大鼠胆碱信号；经微量渗析，每只大鼠取40pl驱体感觉皮层灌流液，高效液相色谱法检测大鼠驱体感觉皮层乙酰胆碱含量。经双变量及线性回归分析大鼠驱体感觉皮层胆碱信号和乙酰胆碱含量的关系。经双变量及线性回归分析，大鼠总胆碱和乙酰胆碱含量在上述四个脑区有显著相关性，结果表明通过质子磁共振波谱分析获得的大鼠胆碱信号作为大鼠乙酰胆碱含量的预报值有统计学意义。同时，因为乙酰胆碱的丢失是早老性痴呆的一个极其重要的神经病理学变化，因此，该方法可用于早老性痴呆的无创性早期临床诊断。选用正常成年Sprague-Dawley大鼠，观察一周后分别进行质子磁共振波谱分析和微量渗析高效液相色谱法。具体操作步骤如下1.质子磁共振波谱分析大鼠经鼻用1.5%异氟垸(笑气与氧气比为70:30)持续麻醉放入专用的大鼠实验托架中，肛温维持在37.0-37.5°C，并固定其头部，Z轴的正方向对应于大鼠脑的前端，用动物专用核磁共振成像仪一德国BrukerBiospec47/30型进行扫描，其超导磁体磁场强度为4.7T，通过选择大鼠感兴趣区(Regionofinterest,ROI)，采活体定域的参数重复时间(TR)=2.5s,回波时间(TE)=136ms,平均次数(NA)=256，经'HMRS获得大鼠胆碱信号。见图1,3.0mmX1.5mmX3.0mm2,5mmX2.5mmX2.0mm3.0mmX1,5mmX3.0mm2.5mmX2.5mmX2.0mm海马定位纹状体定位额皮质定位驱体感觉皮层定位2.微量渗析高效液相色谱法将直径0.24mm,长3.0mm的透析膜作为微量渗析探针植入大鼠脑区海马前囟后3.8國，左侧旁开3.5mm，深度3.0mm纹状体前囟前l.Omm,左侧旁开3，0,，深度4.0mm额皮质前囟前l.O■，左侧旁开2.5mm,深度1.0隱驱体感觉皮层前囟后3.8隱，左侧旁开4.4mm，深度1.0咖植入探针用含10pM新施的明(阻止乙酰胆碱降解)的林格液充盈，灌流速度通过微量注射器控制在每分钟2|iL，40的灌流液被选用进行HPLC(方法同Giovannini,1998)，得到大鼠四个脑区乙酰胆碱的含量。见图2。3.双变量及线性回归分析(13.0SPSS统计软件)3.1使用Correlate—Bivariate过程对大鼠海马胆碱信号和乙酰胆碱含量进行分析，结果见表1。表l:总胆碱和乙酰胆碱含量在大鼠海马、纹状体、额皮质以及驱体感觉皮层四个脑区相关性分析<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>*.Correlationissignificantatthe0.05level(2-tailed).<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>*.Correlationissignificsntatthe0.05level(2-tailed).Coiie她。iis驱体感觉皮层<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>3.2使用Regression—Linear过程对大鼠海马胆碱信号和乙酰胆碱含量进行线性回归分析，结果见图3。4.方法的统计学意义及评估经双变量相关分析，相关系数分别为0.823,0.851，0.817,0.822，P值均小于0.05,说明总胆碱和乙酰胆碱含量在大鼠海马、纹状体、额皮质以及驱体感觉皮层等四个脑区均有显著相关性，进一步进行线性回归分析，分别获得总胆碱和乙酰胆碱含量在大鼠上述四个脑区的回归方程y=0.67x+1.363，y=5.398x+6.684，y=0.656x+0.564，y=0.394x+1.127，且海马区域回归模型F值为8.404,P值0.044，纹状体区域回归模型F值10.473,P值0.032，额皮质区域回归模型F值8.000,P值0.047，驱体感觉皮层区域回归模型F值8.326,P值0.045，因此所获得的这四个回归模型是有统计学意义的。结果表明，通过质子磁共振波谱分析获得的大鼠胆碱信号作为大鼠乙酰胆碱含量的预报值有统计学意义。图1质子磁共振波谱分析获得大鼠胆碱信号图2微量渗析高效液相色谱法检测大鼠乙酰胆碱含量图3总胆碱和乙酰胆碱含量在大鼠海马、纹状体、额皮质以及驱体感觉皮层四个脑区线性回归分析。具体实施例方式选用正常成年Sprague-Dawley大鼠，观察一周后分别进行质子磁共振波谱分析和微量渗析高效液相色谱法。1.质子磁共振波谱分析大鼠经鼻用1.5%异氟烷(笑气与氧气比为70:30)持续麻醉放入专用的大鼠实验托架中，肛温维持在37.0-37.5°C，并固定其头部，Z轴的正方向对应于大鼠脑的前端，用动物专用核磁共振成像仪一德国BrukerBiospec47/30型进行扫描，其超导磁体磁场强度为4.7T，通过选择大鼠感兴趣区(Regkmofinterest,ROI)，采活体定域的参数重复时间(TR)=2.5s,回波时间(TE)=136ms,平均次数(NA)=256，经'HMRS获得大鼠胆碱信号。见图1。海马定位3.0mmX1.5mmX3.0mm纹状体定位2.5mmX2.5mmX2.0mm额皮质定位3.0mmX1.5mmX3.0mm驱体感觉皮层定位2.5mmX2.5mmX2.0mm2.微量渗析高效液相色谱法将直径0.24mm,长3.0mm的透析膜作为微量渗析探针植入大鼠脑区海马前囟后3.8mm,左侧旁开3.5mm,深度3.0mm纹状体前囟前1.0mm,左侧旁开3.0mm,深度4.0mm额皮质前囟前l.Omm,左侧旁开2.5mm,深度1.0國驱体感觉皮层前囟后3.8mm,左侧旁开4.4mm,深度1.0mm植入探针用含10)aM新施的明(阻止乙酰胆碱降解)的林格液充盈，灌流速度通过微量注射器控制在每分钟2|^L，40|iL的灌流液被选用进行HPLC(方法同Giovannini,1998)，得到大鼠四个脑区乙酰胆碱的含量。见图2。3.双变量及线性回归分析(13.0SPSS统计软件)3.1使用Correlate—Bivariate过程对大鼠海马胆碱信号和乙酰胆碱含量进行分析，结果见图3。3.2使用Regression—Linear过程对大鼠海马胆碱信号和乙酰胆碱含量进行线性回归分析，结果见图3。4.方法的统计学意义及评估经双变量相关分析，相关系数分别为0.823，0.851，0.817,0.822，P值均小于0.05，说明总胆碱和乙酰胆碱含量在大鼠海马、纹状体、额皮质以及驱体感觉皮层等四个脑区均有显著相关性，进一步进行线性回归分析，分别获得总胆碱和乙酰胆碱含量在大鼠上述四个脑区的回归方程y=0.67x+1.363，y=5.398x+6.684,y=0.656x+0.564，y=0.394x+1.127，且海马区域回归模型F值为8.404,P值0.044，纹状体区域回归模型F值10.473，P值0.032，额皮质区域回归模型F值8.000,P值0.047,驱体感觉皮层区域回归模型F值8.326,P值0.045，因此所获得的这四个回归模型是有统计学意义的。结果表明通过质子磁共振波谱分析获得的大鼠胆碱信号作为大鼠乙酰胆碱含量的预报值有统计学意义。权利要求1.一种检测乙酰胆碱含量的方法，其特征在于，通过质子磁共振波谱分析获得胆碱信号间接检测乙酰胆碱含量。全文摘要本发明提供了通过质子磁共振波谱分析(ProtonMRspectroscopy，¹HMRS)获得大鼠胆碱信号间接反映大鼠乙酰胆碱含量的一种检测方法。该方法比较了正常大鼠海马、纹状体、额皮质以及驱体感觉皮层区域总胆碱和乙酰胆碱含量的关系，经双变量及线性回归分析，大鼠总胆碱和乙酰胆碱含量在上述四个脑区有显著相关性，结果表明通过质子磁共振波谱分析获得的大鼠胆碱信号作为大鼠乙酰胆碱含量的预报值有统计学意义。同时，因为乙酰胆碱的丢失是早老性痴呆的一个极其重要的神经病理学变化，因此，该方法可望应用于早老性痴呆的无创性早期临床诊断。文档编号G01N24/08GK101290297SQ20071005191公开日2008年10月22日申请日期2007年4月19日优先权日2007年4月19日发明者王建枝申请人:华中科技大学