可量化局灶性脑卒中模型和评估脑卒中治疗和预防效果的方法：光学分辨光声显微镜光栓塞方法

doi:10.4103/NRR.NRR-D-23-01617

摘要/Abstract

摘要：

为了研究缺血性脑卒中的发病和进展机制，有研究者提出可以同时监测和建立动物大脑皮质栓子的方法；然而，这些方法往往需要复杂的系统，而且年龄对脑栓塞的影响尚未得到充分研究，尽管缺血性脑卒中与年龄密切相关。实验提出了一种基于光学分辨光声显微镜（OR-PAM）的可视化光栓形成方法，利用 532 nm脉冲激光同时进行建立缺血性脑卒中小鼠模型并进行血管监测。实验展示了该技术在不同年龄小鼠病灶脑卒中建模过程中描绘血管变化的能力。此外，实验还结合光学相干断层扫描血管造影研究了脑卒中前后小鼠大脑的结构和灌注变化，成功揭示了脑血管栓塞随年龄的变化。实验的成像数据和定量分析强调了不同年龄的小鼠脑血管栓塞对脑卒中的不同反应。这些结果表明，所提出的光学分辨光声显微镜光栓塞方法是一种可用于量化局灶性脑卒中模型、研究脑卒中的生理机制以及评估脑卒中治疗和预防效果的非常有前途策略。

https://orcid.org/0000-0003-3061-6263 (Zhen Yuan); https://orcid.org/0009-0009-4113-2863 (Ping Wang);

https://orcid.org/0000-0003-1691-8126 (Bin Liu)

Abstract: To investigate the mechanisms underlying the onset and progression of ischemic stroke, some methods have been proposed that can simultaneously monitor and create embolisms in the animal cerebral cortex. However, these methods often require complex systems and the effect of age on cerebral embolism has not been adequately studied, although ischemic stroke is strongly age-related. In this study, we propose an optical-resolution photoacoustic microscopy-based visualized photothrombosis methodology to create and monitor ischemic stroke in mice simultaneously using a 532 nm pulsed laser. We observed the molding process in mice of different ages and presented agedependent vascular embolism differentiation. Moreover, we integrated optical coherence tomography angiography to investigate ageassociated trends in cerebrovascular variability following a stroke. Our imaging data and quantitative analyses underscore the differential cerebrovascular responses to stroke in mice of different ages, thereby highlighting the technique’s potential for evaluating cerebrovascular health and unraveling age-related mechanisms involved in ischemic strokes.

Key words: age-dependent, cerebral cortex, ischemic stroke, mouse model, optical coherence tomography angiography, photoacoustic
microscopy, photothrombosis, vascular imaging

. 可量化局灶性脑卒中模型和评估脑卒中治疗和预防效果的方法：光学分辨光声显微镜光栓塞方法[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2025, 20(7): 2029-2037.

Xiao Liang, Xingping Quan, Xiaorui Geng, Yujing Huang, Yonghua Zhao, Lei Xi, Zhen Yuan, Ping Wang, Bin Liu. A promising approach for quantifying focal stroke modeling and assessing stroke progression: optical resolution photoacoustic microscopy photothrombosis[J]. Neural Regeneration Research, 2025, 20(7): 2029-2037.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

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延伸阅读

NRR：南方医科大学珠江医院刘斌团队提出可量化局灶性脑卒中模型和评估脑卒中治疗和预防效果的方法

脑卒中对人类健康构成严重威胁，每年全球有数百万人死于脑卒中。脑卒中主要分为两种类型：缺血性和出血性，其中缺血性脑卒中占绝大多数。不同年龄段的人患缺血性脑卒中的风险和影响各不相同，老年人尤其容易患病。脑卒中时脑血管闭塞会导致脑功能受损、神经损伤，并可能导致残疾和死亡，尤其是老年人。因此，了解不同生物年龄段缺血性脑卒中的发病机制对于开发血管再通和神经保护的靶向治疗策略至关重要。脑卒中动物模型被广泛用于研究脑卒中期间的病理生理变化和评估各种治疗方法的疗效。它有助于从病理学、神经生物学和药理学的角度发现更有效的脑卒中预防和治疗药物。

大脑中动脉阻塞（MCAO）和光栓塞（PT）是创建脑卒中动物模型的两种典型且常用的方法。MCAO模型需要外科专业知识，因为它涉及操作颈动脉血管并将丝状物插入颈内动脉，影响了模型的可重复性。另一方面，与 MCAO 模型相比，PT 模型在诱导局灶性脑缺血方面具有更高的可重复性。建立 PT 脑卒中模型时，先将光敏染料注入动物体内，然后用激光照射颅骨，催化自由基的形成，继而导致内皮损伤、血小板聚集和血栓形成。通过一致的染料注射剂量和可控的光能，可获得重现性极高的 PT脑卒中模型。然而，个体间的年龄和生理差异会导致模型之间出现一些差异。在建模过程中监测血管的变化有助于准确评估脑卒中模型的阶段。

光声成像是一种混合成像模式，既有高空间分辨率和高光学对比度的优势，又有深层声穿透的好处。它一般可分为两类：光声计算机断层扫描和光声显微镜。光声计算机断层成像涉及使用非聚焦光照射生物组织，成像深度可达几厘米，但分辨率有限。光学分辨光声显微镜（OR-PAM）采用聚焦脉冲激光激发样品产生光声信号，从而获得组织的光学分辨光吸收分布。OR-PAM 在以血管成像为中心的临床前研究中获得了相当大的关注，并越来越多地被应用于探索动物脑卒中模型中血管结构和功能的改变。

南方医科大学珠江医院刘斌团队在《中国神经再生研究（英文）》（NRR）2025年第7期上发表的研究论文，介绍了一种 OR-PAM 光血栓形成（OR-PAM-PT）方法，利用 532 纳米脉冲激光同时进行血管监测和缺血性脑卒中建模。利用 OR-PAM-PT，该研究对不同年龄组小鼠的脑卒中发生动态和随后的生理影响进行了可视化比较分析。此外，还使用光学相干断层扫描血管造影揭示了脑卒中前后小鼠大脑的结构和灌注变化。该研究开发和验证了使用该系统研究缺血性脑卒中发生和发展过程中年龄依赖性栓塞差异的方法。刘斌团队所提出的光学分辨光声显微镜光栓塞方法是一种可用于量化局灶性脑卒中模型、研究脑卒中的生理机制以及评估脑卒中治疗和预防效果的非常有前途的策略。