近期,穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置(SHMFF)用戶中科院合肥研究院強磁場中心張欣課題組借助SHMFF所屬水冷磁體WM5和WM2,利用自主搭建的強磁生物學研究平臺,開展了高達33.0?T的穩(wěn)態(tài)強磁場生物安全性和神經行為學影響的研究。在國際上首次報道了30?T級穩(wěn)態(tài)強磁場對健康小鼠的生理安全性以及20?T和30?T級穩(wěn)態(tài)強磁場對小鼠神經行為學影響。相關成果以“Safety?evaluation?of?mice?exposed?to?7.0–33.0 T?high-static?magnetic?fields”“The?Anti-Depressive?effects?of?Ultra-High?Static?Magnetic?Field”“Short-?and?long-term?effects?of?3.5–23.0?Tesla?ultra-high?magnetic?fields?on?mice?behaviour”為題,相繼發(fā)表在核磁共振成像領域國際期刊《磁共振成像雜志》(Journal?of?Magnetic?Resonance?Imaging,JMRI)和《歐洲放射學》(European?Radiology),并獲得國際專家的兩篇專文點評和高度評價。??
近年來,高場磁共振成像(Magnetic?Resonance?Imaging,MRI)因具有高分辨率的顯著優(yōu)勢而發(fā)展迅速。7?T?MRI已獲批進入臨床,21.1?T?MRI也成功用于嚙齒類動物的實驗研究。但20?T以上強磁安全性研究仍然十分缺乏,30?T以上相關研究則處于空白。?
張欣課題組在前期3.5-23.0?T?穩(wěn)態(tài)強磁場生理安全性研究的基礎上(Neuroimage?2019),進一步提高了磁場強度并縮短了暴露時間,將健康C57BL/6J小鼠暴露于7.0-33.0?T強穩(wěn)態(tài)磁場中1小時之后常規(guī)飼養(yǎng)2個月。發(fā)現(xiàn)磁場暴露組小鼠的少數指標略有變化,但均未超出正常范圍,大多生化指標、血常規(guī)及重要器官的組織形態(tài)均無明顯改變。同時,在磁場暴露后的2個月之內,通過多種行為學檢測發(fā)現(xiàn),穩(wěn)態(tài)強磁場可以提升小鼠社交能力、改善其焦慮情緒,并提高空間記憶力。這種神經認知改善效應也在3.5-23.0?T磁場暴露2小時的健康小鼠的行為學研究中得以體現(xiàn),并發(fā)現(xiàn)這可能與小鼠海馬組織中的鈣/鈣調素依賴性蛋白激酶Ⅱ(CaMKII)的表達水平升高有關。張欣課題組進一步研究發(fā)現(xiàn)7?T穩(wěn)態(tài)磁場可有效緩解抑郁模型小鼠的抑郁癥狀。這不僅為高場MRI?的發(fā)展提供了有力的理論基礎和實驗依據,也預示著穩(wěn)態(tài)強磁場有望在未來成為一種緩解抑郁的治療方法。?
日本西門子醫(yī)療公司的Hideto?Kuribayashi博士和土耳其Karadeniz?Technical?University的Arif?Kamil?Salihoglu教授在核磁共振成像領域期刊JMRI上對張欣課題組的強磁生物學研究成果發(fā)表了兩篇專文點評,高度認可了該團隊的研究貢獻。他們指出“7?T?磁共振已經被開發(fā)并且正在作為研究型設備,這些研究結果為?7?T?以上的超高場磁共振的安全性做出了貢獻”?“張等人以此為目的的初步研究可以說是令人矚目且值得欽佩”?“張等人的研究可能呈現(xiàn)了一個重要的未來治療前景展望”(專評文章鏈接:?https://doi.org/10.1002/jmri.27562;https://doi.org/10.1002/jmri.28060)。?
其中,7.0-33.0?T強磁場生理安全性(JMRI?2021a)、神經行為學影響和抗抑郁作用(JMRI?2021b)的研究由張欣課題組工作人員田小飛和博士生呂悅共同完成,3.5?-23.0?T?穩(wěn)態(tài)強磁場行為學研究(European?Radiology?2022)由張欣課題組與中科大薛天課題組、中科院深圳先研院鮑進研究員合作完成。?
全文鏈接:??
https://doi.org/10.1002/jmri.27496?
https://doi.org/10.1002/jmri.28035?
https://link.springer.com/article/10.1007/s00330-022-08677-8
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依托?SHMFF?開展系列動物實驗
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國際同行撰寫兩篇專評?
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