利用傅里叶变换红外成像光谱技术研究缺血性脑卒中的生化改变——一项初步研究

摘要： 目的：脑损伤、长期残疾和死亡是缺血性中风的可怕后果。它会导致生化成分失衡，进而破坏大脑动力学。了解与中风相关的亚细胞改变有助于更深入地理解大脑可塑性和恢复的分子机制。目前常规检测中风后脂质和蛋白质生化变化的方法存在一定难度。傅里叶变换红外（FTIR）成像光谱技术凭借其高空间分辨率、准确性和灵敏度，可在亚细胞层面检测这些分子改变中发挥重要作用。本研究通过光血栓性缺血性中风大鼠模型，观察中风后九周半影区（PIZ，即未完全受损的邻近区域）和同侧病灶白质（WM，位于中风及PIZ区域正下方）的生化和分子变化。材料与方法：采用FTIR成像光谱技术和透射电子显微镜（TEM）检测脑组织样本，同时制备相邻切片的苏木精-伊红（H&E）染色图像用于对比观察中风后的形态学变化。结果：TEM结果显示缺血性中风后髓鞘断裂、细胞膜结构及完整性丧失。FTIR结果表明，与对侧半球相比，同侧PIZ和WM的总蛋白及总脂质含量降低。PIZ及邻近WM的脂质/蛋白质比值下降提示存在脂质过氧化现象，导致脂质链断裂和烯烃含量增加。PIZ中观察到蛋白质结构从无规卷曲和α-螺旋构象转变为β-折叠构象。结论：FTIR成像生物光谱技术能提供常规方法难以获取的亚细胞层面新型生化信息。结果表明基于抗氧化治疗的有效策略可通过清除脂质过氧化产物来减少和预防神经毒性，从而减轻慢性缺血期的组织损伤。FTIR成像生物光谱技术可作为研究中风及神经退行性疾病的强大工具并提供新思路。