关于给予氘代代谢底物后大脑半重水氘核磁共振信号产生的起源：一个警示性案例

《MAGNETIC RESONANCE IN MEDICINE》：On the Origin of the Brain Semi-Heavy Water Deuterium MR Signal Following Administration of Deuterated Metabolic Substrate: A Cautionary Tale

本研究通过使用氘标记的葡萄糖和果糖，评估脑内半重水（HOD）的形成主要源于局部脑代谢还是全身代谢。发现注射果糖后全身代谢产生的HOD在脑中快速积累，初始速率显著高于葡萄糖，但终端水平相近。结论强调全身代谢对脑HOD的贡献需在实验设计中谨慎控制。

　　

摘要

目的

评估在全身给予氘代底物后，大脑中重水（HOD）的出现是由于局部脑代谢还是全身代谢引起的。

方法

将[6,6-²H₂]葡萄糖（能够穿过血脑屏障（BBB））和[6,6-²H₂]果糖（Fruc，无法穿过血脑屏障）分别给予四组小鼠。这些小鼠包括野生型小鼠、葡萄糖转运蛋白缺陷小鼠（其大脑从血液中摄取葡萄糖的能力降低）以及同窝对照组小鼠。另一组野生型小鼠接受了15微升的D₂O肌肉注射。脑部定位的DMRS实验使用了ISIS单体素协议，磁场强度为11.74 T。

结果

在腿部注射D₂O后，重水（HOD）几分钟内便出现在大脑中，并很快达到稳态。[6,6-²H₂]果糖在皮下注射后也会产生HOD，并且这种HOD同样在几分钟内出现在大脑中，其初始生成速率（mM/min）明显高于[6,6-²H₂]葡萄糖。[6,6-²H₂]果糖代谢产生的氘代葡萄糖也会进入大脑。尽管大脑中氘标记葡萄糖的浓度（mM）存在高达五倍的差异，但四组小鼠大脑中HOD的最终生成速率没有明显差异。

结论

[6,6-²H₂]果糖注射后，大脑中HOD的增加主要源于全身代谢；[6,6-²H₂]葡萄糖注射后，HOD的增加也可能在很大程度上归因于全身代谢。将HOD浓度视为器官特异性代谢的指标时，需要仔细考虑对照实验并评估给药氘代底物所引起的体内代谢对HOD生成的贡献。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本研究的数据可应合理要求向通讯作者索取。