放射性脑损伤实验兔模型的建立

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1、放射性脑损伤实验兔模型的建立作者：官键陈龙华李志勇李启生刘英王宏梅【摘要】目的建立能用于科学研究的放射性脑损伤动物模型。方法选用40只新西兰兔作为动物实验模型，随机分为4组：10Gy、15Gy、20Gy和30Gy组。分别在CT定位下建立三维重建图像资料，应用三维适形放射治疗系统（3DTPS）精确设计治疗计划、优化照射靶区剂量分布，照射体积约1cm×1cm×1cm，6MVX线单次大剂量照射。结果3DTPS的剂量分布曲线显示，受照区域剂量分布均匀，95%的等剂量曲线包绕100%靶区体积，受照体积为(1±0.03)cm3。结论动物模型受照区

2、域产生剂量均匀、准确，可用于研究放射性脑损伤。【关键词】动物模型；放射性脑损伤；适形放射治疗1材料和方法1.1动物及分组我校动物实验中心提供新西兰兔40只，体重4~4.5kg，随机分为4组：10Gy、15Gy、20Gy和30Gy组。1.2主要的实验仪器美国Marconi公司生产的Picker螺旋CT扫描仪器，德国LEibinger公司生产的立体定向框架；LEIbinger和Marconi公司3DTPS工作站；美国Varian2100C医用直线加速器一台；我校全军病理实验中心提供二氧化碳培养箱、全自动照相显微镜、恒温倒置显微镜、低温冰箱、低

3、温高速离心机及切片机、日本JBM-1200EX透视电镜一台和日本日立公司S-450扫描电镜一台。1.3照射方法及剂量CT定位下以2mm层厚连续扫描新西兰兔头部，建立三维重建图像资料，应用三维适形放射治疗计划系统（Threedimensionalconformalradiationtherapy，3DTPS）精确确定右大脑半球前1/4区域为照射靶区，照射体积约1cm×1cm×1cm。由物理师筛选射线入射方向，调整剂量分布，使95%等剂量曲线包绕100%靶区体积，并通过3DTPS系统测定95%等剂量曲线覆盖的体积。将新西兰兔沿耳缘静脉注射

4、3%苯巴比妥1.0ml/kg麻醉，以Varian2100C直线加速器采用6MVX线行单次大剂量照射，剂量分别为10Gy、15Gy、20Gy和30Gy。1.4照射后观察期间每周两次检查并记录新西兰兔的放射反应，神经系统定位体征。观察照射区域毛发与皮肤情况。分别在照射后2、4、6、8及12周定期检测放射性脑损伤的MRI变化情况，并处死每组2只实验动物，取照射区域脑组织行组织病理及电镜检测。1.5磁共振波谱（magicresonancespectoroscopy,MRS)检查分别在照射后2、4、6、8及12周定期检测放射性脑损伤的MRS变化情况

5、。使用头颅正交线圈，点分辨波谱分析方法（PRESS）采用化学抑制水抑制法收集信号。体素参数为1.0cm3，取样时将体素置于高剂量靶区部分，分析N乙酰天门冬氨酸（Nacetylaspartate，NAA）的峰值和比值。1.6统计学处理将照射后测量的数值分别与照射前作配对t检验，比较照射后不同时间MRS与照射前是否有差异。2结果2.1照射后实验动物临床表现照射后的实验动物均有食欲减退，活动减少及困倦等，2周内开始出现早期脑损伤症状，表现为烦躁、呆滞或嗜睡等症状。30Gy剂量组3周后开始出现消瘦，动物出现局限性毛发脱落[57]。20Gy剂

6、量组4周后开始出现上述反应，15Gy及10Gy剂量组则分别在7周及9周后出现类似症状。2.2神经系统定位体征照射30Gy剂量组观察至12周的2只动物均发生左侧肢体偏瘫；20Gy剂量组观察至12周出现左侧肢体肌力下降；15Gy及10Gy剂量组未出现上述症状。2.3受照区域剂量分布3DTPS的剂量分布曲线显示，所有照射动物受照区域内剂量分布均匀，95%的等剂量曲线包绕100%靶区体积，受照体积为（1±0.03）cm3。2.4MRI变化情况30Gy单次照射组受照后8周出现MRI信号异常。20Gy剂量组受照后12周出现MRI信号异常。15Gy及

7、10Gy剂量组随访至12周尚未出现MRI信号异常。T1加权成像病灶信号强度为低信号或等信号。T2加权成像病灶信号强度均为高信号，病灶直径≤1cm。GdDTPA增强扫描后可见环行强化或病灶不均匀强化影。各实验动物均无显示明显占位效应[810]。2.5MRS波谱变化受照后早期MRS中NAA峰值即可出现明显降低（P<0.05），单次照射剂量越大，MRS中NAA峰值降低越早，检测灵敏度越高，见表1。表1各组实验兔照射前后NAA波谱峰值注：P≤0.05差异有统计学意义；P＞0.05差异无统计学意义2.6病理变化2.6.1光镜所见各组实验兔

8、早期（4周以内）均可见脑白质内血管周围性水肿，组织细胞水肿及炎症细胞浸润（主要是中性粒细胞），其中30Gy剂量组尚可见血管周围神经细胞变性坏死；中期（4~12周）胶质开始增生并形成结节状，部分