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目的:以影像-病理对照为基础,研究裸鼠纤维肉瘤模型的DWI、IVIM参数(ADC、D、D*和f值)与其病理学免疫组化指标MMP-2、Ki-67表达的相关性。材料与方法:一、实验材料:人纤维肉瘤NOS细胞株(HT-1080);4-6周龄的雌性Balb/c裸小鼠,25只。MEM完全培养基、青链霉素、胰蛋白酶、MMP-2抗体、Ki-67抗体。无菌操作台、细胞培养箱、3.0T GE磁共振扫描仪、显微镜等。二、实验方法(一)裸鼠纤维肉瘤模型建立HT-1080细胞在MEM完全培养基中进行培养传代,然后将细胞悬液接种到裸鼠右侧大腿的肌肉内(二)裸鼠纤维肉瘤模型MR成像将成功构建的裸鼠纤维肉瘤模型置于GE 3.0T磁共振扫描仪上进行检查,扫描序列包括:T1WI、T2WI、DWI、IVIM。使用GEADW4.7工作站的Functool后处理软件ADC、MADC分别对DWI、IVIM原始图像进行后处理,生成ADC、D、D*、f值的灰阶图。对于数据的测量,采用两种方法。常规小样本的ROI勾画:在ADC图中信号最低处勾画五个ROI,然后被分别复制到D、D*、f图中,取五个ROI的平均值作为最终值。全肿瘤勾画:将ADC、D、D*和f值灰阶图导入到Image J软件,以T2WI做为参照,在每个包含肿瘤的ADC、D、D*和f图上绘制ROI,得到ADC、D、D*和f值的直方图参数,包括平均值(mean)、最大值(maximum)、最小值(minimum)、中位数(median)、百分位数(10th、90th)、峰度和偏度。(三)裸鼠纤维肉瘤模型影像-病理对照方法在体表肿瘤凸起最明显处做一条垂直于身体长轴的标记线,并沿标记线固定3粒维生素E胶丸,扫描时调整扫描定位线与之重合。扫描完成后,将肿瘤取出,沿体表标记线分别系三条手术线,在小鼠头侧系一条手术线确定方向。将完整肿瘤取出并在福尔马林浸泡8小时后,沿体表标记的手术线进行纤维肉瘤标本的病理取材。(四)纤维肉瘤标本HE染色与观察(五)纤维肉瘤标本免疫组化染色与观察三、统计学方法统计分析是使用SPSS 24(IBM,Chicago,IL,USA)进行的。首先对所有测量数据进行Kolmogorov-Smirnov检验以验证是否呈正态分布。然后使用类内相关系数(interclass correlation coefficient,ICC)和Bland–Altman来评估两位观察者间的一致性。用Spearman相关性检验来分别描述DWI、IVIM参数和MMP-2、Ki-67之间的相关性。P<0.05被认为是有统计学意义的。结果:一、裸鼠纤维肉瘤模型肉眼表现:共成功建立22例肌肉内裸鼠纤维肉瘤模型,成瘤周期为23-30天。肿瘤体积范围约655~1272 mm~3。二、裸鼠纤维肉瘤模型MRI表现:肿瘤位于右侧大腿肌肉内,T1WI呈等或稍高信号,T2WI呈高低混杂信号或不均匀高信号。DWI、IVIM均表现为不均匀高信号。对于数据的测量,经过统计分析发现,全肿瘤勾画方法测得的数据相较于小样本ROI勾画方法测得的数据具有更好的重现性。三、裸鼠纤维肉瘤模型的病理学表现:纤维肉瘤呈类圆形或不规则形,部分可见分叶,切面为灰白色、红色,有肉眼可见的不规则坏死。镜下病理表现由形态一致的梭形纤维母细胞样细胞组成,可见交织的条束状排列。核染色质较粗,细胞质稀少,细胞边界不清。MMP-2为胞质着色,镜下呈棕黄色或暗黄色,Ki-67为核染色,镜下呈棕黄色或暗黄色。MMP-2表达平均值为8.6±1.7%,表达评分为2~4分;Ki-67表达平均值为76.4±4.6%,表达评分为9~12分。四、裸鼠纤维肉瘤模型DWI、IVIM与MMP-2、Ki-67表达的相关性D*值与MMP-2呈中等程度的正相关(r=0.503,P=0.017);ADC和D直方图指标的峰度与MMP-2呈中度正相关(r=0.446,P=0.038;r=0.481,P=0.024),D*90th与MMP-2呈中等程度的正相关(r=0.459,P=0.032)。ADC和D值与Ki-67呈中等程度的负相关(r=0.474,P=0.026;r=0.573,P=0.005);ADC直方图参数的平均值、中位数与Ki-67表达呈中度负相关(r=0.459,P=0.032;r=0.450,P=0.036)。D直方图参数的平均值、中位数、第10百分位数与Ki-67表达呈中度负相关(r=0.577,P=0.005;r=0.565,P=0.006;r=0.475,P=0.025),峰度与Ki-67表达呈中度正相关(r=0.440,P=0.040)。结论:我们通过构建22例裸鼠纤维肉瘤模型,基于影像层面与病理切面的精准对照,首次开展纤维肉瘤DWI-MRI、IVIM-MRI参数与其病理学免疫组化指标MMP-2及Ki-67表达相关性研究,得出如下结论:一、首次发现,裸鼠纤维肉瘤模型的IVIM-D*值与MMP-2呈正相关;DWI-ADC和IVIM-D直方图的峰度与MMP-2呈正相关。二、首次发现,裸鼠纤维肉瘤模型的DWI-ADC和IVIM-D值与其Ki-67表达呈负相关;DWI-ADC直方图的平均值、中位数与其Ki-67表达呈中度负相关;IVIM-D直方图的平均值、中位数、第10百分位数与其Ki-67表达呈中度负相关,峰度与其Ki-67表达呈中度正相关。三、本实验再次验证,全肿瘤勾画方法与小样本ROI勾画方法相比,其测得的DWI、IVIM参数在两位观察者之间具有更高的可重复性;基于影像-病理精准对照的小样本ROI勾画方法测得的DWI、IVIM参数与MMP-2、Ki-67之间具有更高的相关系数,即DWI和IVIM能够更加精准地反映纤维肉瘤的病理微观指标。