局灶性脑缺血过程中信号转导与和转录激活因子3：再灌注弥散加权MRI的客观反映

doi:10.4103/1673-5374.211192

摘要/Abstract

摘要：

脑缺血再灌注可激活信号转导和转录激活因子，但尚无研究证实弥散加权MRI验证脑缺血再灌注大鼠信号转导和转录激活因子的关系。实验采用线栓法建立局灶性脑缺血再灌注损伤大鼠模型，再灌注前大鼠损伤侧大脑呈弥散加权MRI高信号，且表观扩散系数较低，再灌注后DWI和表观扩散系数有所恢复，而损伤侧脑组织中信号转导和转录激活因子3表达在再灌注后无明显变化，但磷酸化信号转导和转录激活因子3水平在再灌注30 min后开始增加，24h时达到峰值。Pearson 分析得出信号转导和转录激活因子3活化与相对表观扩散系数呈正相关，与弥散加权MRI异常信号面积呈负相关。说明弥散加权MRI能客观反映脑缺血再灌注大鼠信号转导和转录激活因子3活化的情况与关系。

ORCID:0000-0002-3808-4399(Wei Li)

关键词: 神经再生, 脑缺血再灌注, MRI, 弥散加权成像, 信号转导与转录活化因子3, 磷酸化信号转导与转录活化因子3, 表观扩散系数, 相对表观扩散系数, 免疫组织化学, Western blot

Abstract:

Signal transducer and activator of transcription (STAT) is a unique protein family that binds to DNA, coupled with tyrosine phosphorylation signaling pathways, acting as a transcriptional regulator to mediate a variety of biological effects. Cerebral ischemia and reperfusion can activate STATs signaling pathway, but no studies have confirmed whether STAT activation can be verified by diffusion-weighted magnetic resonance imaging (DWI) in rats after cerebral ischemia/reperfusion. Here, we established a rat model of focal cerebral ischemia injury using the modified Longa method. DWI revealed hyperintensity in parts of the left hemisphere before reperfusion and a low apparent diffusion coefficient. STAT3 protein expression showed no significant change after reperfusion, but phosphorylated STAT3 expression began to increase after 30 minutes of reperfusion and peaked at 24 hours. Pearson correlation analysis showed that STAT3 activation was correlated positively with the relative apparent diffusion coefficient and negatively with the DWI abnormal signal area. These results indicate that DWI is a reliable representation of the infarct area and reflects STAT phosphorylation in rat brain following focal cerebral ischemia/reperfusion.

Key words: nerve regeneration, cerebral ischemia/reperfusion, magnetic resonance imaging, diffusion weighted imaging, signal transducer and activator of transcription 3, phosphorylated signal transducer and activator of transcription 3, apparent diffusion coefficient, relative apparent diffusion coefficient, immunohistochemistry, western blot assay, neural regeneration

. 局灶性脑缺血过程中信号转导与和转录激活因子3：再灌注弥散加权MRI的客观反映[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2017, 12(7): 1124-1130.

Wen-juan Wu, Chun-juan Jiang, Zhui-yang Zhang, Kai Xu, Wei Li. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging reflects activation of signal transducer and activator of transcription 3 during focal cerebral ischemia/reperfusion[J]. Neural Regeneration Research, 2017, 12(7): 1124-1130.

参考文献

引言

出版重点

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延伸阅读

Neural Regen Res：影像资源与基础研究充分结合：弥散加权MRI确定局灶性脑缺血再灌注损伤侧脑组织中信号转导和转录激活因子3的活化

来自中国无锡市第二人民医院的吴文娟所在团队最新研究发现，弥散加权MRI能反映脑缺血再灌注大鼠损伤侧脑组织中信号转导和转录激活因子3(STAT3)活化情况。

随着功能磁共振技术的发展，目前已经成功应用磁共振灌注加权成像及弥散加权成像活体区分急性脑缺血梗死核心区及半暗带。及时发现及治疗，半暗带可以恢复为正常组织。脑缺血治疗策略正是以这些坏死边缘的凋亡细胞为目标进行的。信号转导与转录激活子是一类DNA结合蛋白，参与细胞生长、恶性转化、凋亡等生理功能的调节，磷酸化信号转导和转录激活因子3是信号转导和转录激活因子3的活化状态。

吴文娟等利用MRI显示局灶性脑缺血再灌注损伤大鼠模型脑缺血异常信号相对面积，分析缺血性损伤区磁共振弥散加权成像变化，MRI导向定位采样缺血性损伤区域的脑组织，观察信号转导和转录激活因子3转导通路的变化。结果显示，脑损伤大鼠再灌注前大脑损伤侧呈弥散加权MRI高信号，且表观扩散系数较低，再灌注后DWI和表观扩散系数有所恢复，而损伤侧脑组织中信号转导和转录激活因子3表达在再灌注后无明显变化，但磷酸化信号转导和转录激活因子3水平在再灌注30 min后开始增加，24h时达到峰值。Pearson 分析得出信号转导和转录激活因子3活化与相对表观扩散系数呈正相关，与弥散加权MRI异常信号面积呈负相关。

吴文娟等首次利用MRI靶向研究缺血再灌注，将磁共振结果导向定位采样缺血脑组织，使得研究结果更有说服力；同时将信号转导和转录激活因子3变化水平与缺血磁共振表现紧密联系起来，即将影像资源与基础研究充分结合，可为急性脑缺血再灌注的治疗提供合适的药物作用靶点。提示研究结果在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2017年7月7期发表。

Article: " Diffusion-weighted magnetic resonance imaging reflects activation of signal transducer and activator of transcription 3 during focal cerebral ischemia/reperfusion", by Wen-juan Wu1, 2, Chun-juan Jiang1, Zhui-yang Zhang1, Kai Xu2, Wei Li1( 1 Department of Radiology, Nanjing Medical Unversity Affiliated Wuxi Second People’s Hospital, Wuxi, Jiangsu Province, China; 2 Department of Radiology, Affiliated Hospital of Xuzhou Medical University, Xuzhou, Jiangsu Province, China)

Wu WJ, Jiang CJ, Zhang ZY, Xu K, Li W (2017) Diffusion-weighted3 magnetic resonance imaging reflects activation of signal transducer and activator of transcription 3 during focal cerebral ischemia/reperfusion. Neural Regen Res 12(7):1124-1130.

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