阿尔茨海默病的早期检测与动态MRI测量葡萄糖的大脑

诊断阿尔茨海默病,最常见的痴呆症,是复杂的重叠与正常老化迹象。合作研究的香港城市大学(城大)和约翰·霍普金斯大学开发了一种新的非侵入性的分子成像方法基于动态磁共振成像(MRI)测量血糖水平的变化大脑的淋巴系统。他们的发现可能有助于识别阿尔茨海默病早期治疗可以尽快开始。

陈Kannie Wai-yan博士,生物医学工程系的副教授使用证(BME),和她的团队与来自美国的科学家合作、瑞典和香港在开创性的临床前研究。他们的研究结果发表在最新一期的科学的进步名为“D -改变葡萄糖在早期阿尔茨海默氏症的大脑实质和脑脊液检测葡萄糖动态增强MRI。”

阿尔茨海默氏症的迹象

“识别阿尔茨海默病的棘手的部分是早期异常,如蛋白质斑块的出现,类似于正常的老化人类的大脑。诊断为症状的患者大脑中沉积的斑块阻碍认知功能很可能已经在中间或疾病的后期阶段。实际上,大脑病理发生15或20年在症状出现之前,”陈博士说。

最近的研究结果表明,间隙异常的浪费glymphatic系统淋巴系统在大脑早期阿尔茨海默病的特点之一。glymphatic系统drainage-like系统通过脑组织脑脊液流动,从而促进有效间隙的溶质如葡萄糖和蛋白质浪费大脑。

目前,葡萄糖吸收和新陈代谢可以评估成像正电子发射断层扫描(PET)在医院。然而,PET扫描放射性示踪剂是昂贵的,和侵袭性阻碍了其临床应用。此外,放射性示踪剂患者不能扫描过于频繁。

Chan博士的研究小组花了几乎两年寻找一个更好的选择。他们已经成功地开发了一种新的基于化学交换饱和转移核磁共振的成像方法(c MRI)评估glymphatic系统中的葡萄糖摄取和间隙的老鼠的大脑变化。“c核磁共振用于脑部肿瘤的诊断。这是第一次,这是用于评估glymphatic系统的功能,”陈博士说。

葡萄糖:示踪剂来评估大脑的排水系统功能

团队进行实验用动物3 t MRI扫描仪在城大,唯一的在香港。他们注射葡萄糖与阿尔茨海默病转基因鼠和健康小鼠年龄6个月,16个月。葡萄糖的动态响应,在脑脊液和脑实质,然后使用c核磁共振测量的同时。

根据核磁共振结果,研究小组发现,阿尔茨海默病小鼠显示明显慢脑脊液间隙率比同龄健康小鼠,这与先前的神经病理学的研究结果是一致的。“间隙率降低,因为大脑异常的排水系统,”陈博士解释道。

此外,明显高于葡萄糖吸收检测到六个月大的老鼠的大脑实质与阿尔茨海默病的健康小鼠相比,相同的年龄。16个月的小鼠阿尔茨海默病,显著降低葡萄糖的吸收被发现在脑实质和脑脊液相比同龄健康的小鼠。这些结果与之前的研究发现回声使用其他方法。这些也作为特征来识别阿尔茨海默氏症和正常老化。

葡萄糖摄取和间隙的影像脑脊髓液和脑实质使大脑glymphatic系统的评估。监测到异常重要的是,在阿尔茨海默病的早期阶段,当小神经病理学的发展大脑。团队认为这glymphatic的非侵入性评估系统可以作为一个成像生物标志物,揭示了早期阿尔茨海默病的病理。

“利用葡萄糖作为示踪剂,我们的成像方法可以敏感地检测的独特glymphatic系统功能在分子水平上的变化在疾病的早期阶段,帮助我们区分它和正常老化,”陈博士说。“此外,葡萄糖是自然、可生物降解和常用的在医院,比如葡萄糖耐量试验。使用它作为核磁共振对比剂非侵入性和安全。”

安装成本低和高可译性

她指出,新的成像方法兼容MRI机器中常用诊所或医院,这意味着较低的安装成本和易于转移进入临床应用。“我们已经取得积极的结果在确定小老鼠的大脑通过3 t的变化(低磁场)扫描仪。我们希望改变人类的大脑更可检测通过3 t临床扫描仪因为人类的大脑是大得多,”陈博士说。

阿尔茨海默病的早期识别和干预可以停止或减缓其发展成一场毁灭性的阶段,影响病人的日常生活。“这可以帮助减少老龄化社会的医疗负担,”陈博士说,他预期在三年内可以进行临床试验。

---

---