心肌缺血再灌注微血管阻塞的巨噬细胞磁共振成像的基础研究

The term“microvascular obstruction （MVO）” has been used to describe microvascular obstruction and reduced myocardial flow after opening an occluded artery..In a large, multicenter STEMI population reperfused by primary PCI, MVO provided independent prognostic information. The mechanism of MVO is not clear now, while inflammation plays a crucial role in the formation of MVO. Macrophage could be “pro-inflammation” and “anti-inflammation”, and differentiate to different subtypes in the different stages of acute myocardial infarction. However, the effect of macrophage on MVO is unknown. In this project, we will dynamically detect the MVO area, myocardial hemorrhage, heart functional parameters and myocardial tissue character of rats by 7T MR. The infiltration of macrophage into myocardium will be quantified with the injection of ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO). The role and the principle of macrophage in the formation of MVO will be stated by in vivo Cardiac MR and in vitro immunohistochemical methods. We will detect the change of MVO with or without the local injection of macrophage in different stages of myocardial infarction to confirm the hypothesis of inflammation inducing MVO, which will be helpful to find a new target for the diagnosis and treatment of MVO.

心肌缺血患者冠脉再通术后常出现微血管阻塞（MVO），即靶血管范围的心肌灌注不足。MVO的出现提示患者预后不良。目前，MVO的发生机制尚不完全清楚，炎症在MVO的发生中起到了重要作用。作为MVO关键炎症因子之一的巨噬细胞在急性心肌缺血再灌注的不同阶段分化为不同亚型且呈动态变化，具有“抗炎”与“促炎”的双重作用，而心肌缺血再灌注后MVO的动态变化及巨噬细胞在其发生中的作用机制目前尚不清楚。本项目采用7.0T MR研究大鼠心肌缺血再灌注后的MVO范围、心肌内出血、心功能参数及心肌组织特征成像的动态变化，并结合超小超顺磁性氧化铁纳米颗粒（USPIO）对心肌内巨噬细胞的浸润进行定性与定量评估。通过在体心脏MR综合成像及离体免疫组化两个层面揭示MVO形成过程中巨噬细胞的作用及其机制；探讨不同时间节点巨噬细胞干预后MVO的变化；证实MVO炎性形成机制的假说。为心肌缺血再灌MVO的治疗提供理论依据与新靶点

微血管阻塞（MVO）是预测心肌缺血患者冠脉再通术后预后的独立因子。炎症在MVO的发生中起到了重要作用。作为MVO关键炎症因子之一的巨噬细胞在MVO发生中的作用机制目前尚不清楚。本项目采用7.0T MR研究大鼠心肌缺血再灌后的心肌内出血（IMH）范围（文献表明与MVO存在密切联系）、心功能参数、节段性心肌应变及心肌组织特征成像的定量及动态变化，并结合超小超顺磁性氧化铁纳米颗粒（USPIO）对心肌内巨噬细胞的浸润进行定性评估。成功优化了7.0T MR T2* mapping序列用于更敏感的检测IMH；运用USPIO示踪技术，发现巨噬细胞在心肌内先升高后降低，其中心肌水肿较正常心肌巨噬细胞存留时间长，而心肌出血较心肌水肿巨噬细胞存留时间长；发现心肌出血面积与心肌梗死面积成正比，而心肌风险区与心肌梗死面积成反比；发现从再灌注48小时到7天，大鼠心肌梗死面积、心肌水肿面积均有所下降，而心肌出血面积在随访时间内未见明显下降；发现心肌梗死再灌注早期心肌梗死节段心肌应变峰值较正常节段降低，随访7天心肌应变峰值有所增加；发现心肌出血节段心肌应变在多巴胺注射前后无明显增加,心肌出血节段在注射前后均小于正常大鼠。以上结果通过在体心脏MR综合成像及离体免疫组化两个层面揭示了MVO（或IMH）形成过程中巨噬细胞的分布及其变化规律；探讨了IMH与心肌梗死的相关关系及变化规律；并证实了IMH和心肌梗死影响节段性心肌运动的假说。为临床心肌缺血再灌IMH的预防提供了重要依据。为心脏磁共振综合评估临床心肌梗死再灌注的采集技术及采集时间窗提供理论依据。同时为出现IMH患者的治疗方案提供了另一种思路。