PET/MR 双探针成像对比 5XFAD 阿尔茨海默病雌雄小鼠淀粉样斑块与脑代谢特征

2026-09-01 15:27

摘要

德国哥廷根大学医学中心（University Medical Center Göttingen, Georg-August-University Göttingen）核医学科团队，利用 ¹⁸F-FDG 与 ¹⁸F-Florbetaben 双示踪小动物 PET/MR 分子影像，探究 7 月龄雌性 5XFAD 阿尔茨海默病模型小鼠脑病理特征与性别相关改变。

5XFAD 是广泛使用的阿尔茨海默病转基因动物模型，但既往活体 PET 研究多聚焦雄性个体，雌性小鼠的分子影像基线数据较为缺乏。该研究对雌、雄 5XFAD 及野生型小鼠开展并行 PET/MR 检测，结果显示雌性 5XFAD 小鼠全脑及多个脑区葡萄糖代谢下降程度比雄性更为显著，而脑内 β淀粉样蛋白沉积不存在明显性别差异；同时雌性模型表现出明确的空间记忆损伤，证实双探针 PET/MR 可用于雌性 5XFAD 小鼠病理评估，提示 AD 临床前研究必须考虑性别混杂因素。

图1：论文封面概要

方法

选用 7 月龄雌、雄 5XFAD 转基因小鼠与同周龄野生型 C57Bl/6J 对照小鼠；禁食后分别进行 ¹⁸F-FDG 脑代谢 PET/MR、¹⁸F-Florbetaben 淀粉样蛋白 PET/MR 扫描；采集血液葡萄糖浓度用于 FDG 结果校正；利用 Morris 水迷宫、新物体识别、十字迷宫完成多套行为学记忆功能评价；基于小鼠脑图谱勾画全脑及皮层、海马、丘脑等感兴趣脑区，计算 SUV、SUVr，组间开展统计学对比。

分子影像设备应用

采用 美迪索 nanoScan 小动物 1T PET/MR 一体化系统；异氟烷麻醉小鼠，扫描全程维持体温与呼吸稳定；T1 加权 MRI 提供解剖信息并执行 MR 衰减校正；PET 数据迭代重建；借助 PMOD 软件导入小鼠脑图谱模板完成脑区分割，计算经血糖校正的 FDG-SUV 以及以小脑为参考的 Florbetaben-SUVr，完成各脑区定量分析。

分子影像设备实验结果

PET-MR 融合显像直观可见，雌性 5XFAD 小鼠相较野生型全脑 ¹⁸F-FDG 摄取显著降低，海马、丘脑等关键脑区代谢抑制尤为突出（图 2）。

图 2（原文 Fig.1）：7 月龄雌性野生型与 5XFAD 小鼠 ¹⁸F-FDG PET/MR 多平面代表图像。

研究结果

¹⁸F-FDG 定量证实雌性 5XFAD 小鼠全脑及皮层、海马、丘脑等脑区糖代谢显著低于同性别野生型，且相比雄性 5XFAD 小鼠代谢减退程度更重；¹⁸F-Florbetaben 显示雌、雄 5XFAD 小鼠淀粉样蛋白负荷无统计学差异；行为学检测证明 7 月龄雌性 5XFAD 小鼠存在空间参考记忆、工作记忆以及识别记忆的多重功能缺损（图 3）。

图 3（原文 Fig.3）：雌、雄 5XFAD 小鼠 ¹⁸F-FDG、¹⁸F-Florbetaben 全脑及分区定量对比柱状图。

研究结论

¹⁸F-FDG 与 ¹⁸F-Florbetaben PET/MR 分子影像可在活体上可靠表征雌性 5XFAD 小鼠脑代谢改变与淀粉样斑块负荷；脑葡萄糖代谢损伤存在显著性别差异，雌性小鼠代谢减退更严重，但淀粉样沉积未见性别差别。该结果强调阿尔茨海默病临床前 PET 研究需要纳入雌性动物并对性别变量进行分层，标准化成像操作流程有利于降低不同实验室之间的数据偏倚（图 4）。