基于影像组学技术探讨肠道微生物群对脑出血后血肿周围水肿动态变化的作用机制
批准号:
82071337
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
李琦
依托单位:
学科分类:
脑血管结构、功能异常及相关疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李琦
中文摘要
脑出血是严重危害人类健康疾病。我们前期研究表明脑出血早期血肿扩大患者多伴有血肿周围水肿(PHE)明显增加,且PHE是影响脑出血预后的重要因素,其机制尚不清楚。最新发现,肠道菌群可通过“肠-脑”轴介导多种神经疾病的免疫炎症反应。然而,肠道菌群是否能调控血肿周围组织免疫炎症反应和PHE的发生发展尚待解决。我们发现小鼠肠道菌群紊乱会导致PHE增加和神经功能损伤加重。我们推测:在肠道菌群紊乱状态下,刺激TLR诱导大量炎症/促炎物质表达,进入中枢后加重血肿周围组织炎症级联反应和水肿生成,继发神经功能损伤。本项目拟用影像组学技术,探究肠道菌群与血肿周围水肿的时空量效应关系。基于粪菌移植技术,构建人源化小鼠模型,以短链脂肪酸(SCFAs)对人源化脑出血模型小鼠进行干预,揭示SCFAs通过JAK/STAT/SOCS通路调控PHE变化的规律。本研究有望从“肠-脑”轴的角度为脑出血诊疗提供新的策略和干预靶点。
英文摘要
Intracerebral hemorrhage (ICH) is a devastating neurological disorder that is associated with heavy health burden. Our previous research suggested that early edema growth is associated with hematoma growth and perihematoma edema (PHE) is associated with poor outcome. However, the underlying mechanism is still unknown. Recently studies suggested that gut microbiome might mediate the immune and inflammatory response of various neurological diseases through the Gut-Brain axis. However, whether gut microbiome can regulate the immune inflammatory response and the development of PHE around hematoma tissues remains unclear. We found that the disturbance of gut microbiome in mice could lead to the increase of PHE and the aggravation of neurological damage. We speculate that gut microbiome disturbance may stimulate TLR induced inflammatory response, aggravating the inflammatory cascade reaction and edema formation in the tissues around the hematoma, resulting in secondary damage. In this project, we intend to explore the temporal and spatial effects of PHE and gut microbiome by using the Radiomics method. Based on fecal microbiota transplantation, the humanized mouse model was constructed, and the short-chain fatty acids (SCFAs) were used to intervene the ICH model mice, revealing the regulation of SCFAs regulating the change of PHE through JAK/ STAT / SOCS pathway. The results of this study are expected to provide new strategies and intervention targets for the diagnosis and treatment of intracerebral hemorrhage from the perspective of Gut-Brain axis.
脑出血是疾病负担最重的脑卒中亚型,严重危害人类健康。本项目聚焦脑出血后血肿周围水肿(PHE)、神经损伤机制及神经功能预后等关键科学问题,结合肠道微生物、蛋白质组学、转录组学、代谢组学和影像组学等技术展开研究。我们发现脑出血后小鼠肠道菌群的种类、丰度和多样性发生显著变化,且与神经损伤密切相关。通过分析肠道菌群在脑出血中的代谢功能变化,发现丁酸代谢、泛醌合成及次级胆汁酸生物合成等通路显著改变。补充丁酸钠能显著改善脑出血小鼠的神经功能,减轻脑水肿,恢复血脑屏障完整性,并抑制神经元凋亡,提示丁酸作为肠道代谢产物在脑出血后具有潜在的神经保护作用。我们联合蛋白质组学和转录组学整合分析构建了脑出血相关性网络,发现免疫炎症反应和凝血级联激活等病理过程在脑出血神经损伤中具有重要作用。特别是细胞焦亡这一新型炎症程序性细胞死亡方式,与脑出血损伤密切相关。进一步研究发现Serpina3n可能是脑出血不良预后的潜在生物标志物。通过代谢组学分析,揭示了脑出血后早期代谢特征,为脑出血的早期诊断和治疗提供了新思路。在药物干预方面,深入探讨了远志皂苷元在脑出血中的作用,筛选出26个关键差异蛋白,发现远志皂苷治疗脑出血可能与抑制补体系统有关,进一步验证了MBL-C和Car1蛋白变化,提示其可能是远志皂苷元治疗脑出血的潜在靶点。临床研究证实了早期PHE扩大与不良预后密切相关,尤其当PHE扩大超过6mL时,能独立预测不良预后。本研究提出并定义了一种新的影像学征象--“3D岛征”,用于预测早期PHE扩大,有助于脑出血临床预后评估与个性化干预。此外,我们结合影像组学和机器学习技术,构建了一个预测脑出血后PHE扩大风险的模型,显著提高了早期预测准确性。本研究为脑出血的早期诊断、治疗和预后预测提供了新的理论依据和临床应用前景。
多任务深度学习融合多模态数据术前精准预测IA期非小细胞肺癌亚肺叶切除术复发风险
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2025
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负责人:李琦
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依托单位:
脑出血早期血肿扩大机制的CT densitometry研究
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批准号:81200899
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2012
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负责人:李琦
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依托单位:
国内基金
海外基金