法医学实践中,传统染色方法鉴定心肌梗死常囿于鉴定人经验,具有一定局限性,常用的生化检查或免疫组化等方法亦可能没有阳性结果,加之尚无成熟的早期心肌梗死鉴定方法,使心肌梗死鉴定成为法医学鉴定工作中的难点。本项目拟应用傅里叶变换显微红外光谱(FTIR)和面扫描成像技术(FTIR-mapping),对人体心肌梗死组织样本进行红外光谱病理学研究,利用FTIR显微镜从分子水平检测人体心肌梗死组织标本,获得光谱数据,建立心肌梗死光谱学数据库;利用FTIR-mapping技术对梗死组织进行高分辨率逐点扫描,绘制人体心肌梗死组织红外光谱病理图像。探讨心肌梗死过程中各物质的演变规律,建立全面、客观的心肌梗死鉴定方法。该研究有望应用红外光谱学的理论和方法,以红外光谱病理图像的方式,展示、研究病理改变,以全新的角度审视各种法医病理学变化,拓展法医学研究领域,因而极具法医学意义。
Forensic pathology;Myocardial infarction;Protein structure;Transform infrared spe;Amide
背景心肌梗死是心肌缺血的严重并发症之一,大部分为陈旧性心肌梗死(OMI)。OMI主要分子构成是蛋白质。傅立叶变换红外光谱(FTIR)能准确灵敏地对细胞内生物物质相应基团振动水平变化进行检测,可通过红外图像的不同色差来区分不同的组织细胞,展示组织病理改变。本研究对人体心肌梗死标本进行FTIR-mapping检测,从光谱学角度探讨心肌梗死的病理生理机制,绘制心肌梗死红外光谱病理图,旨在建立一种更为直观、灵敏、准确鉴定心肌梗死的法医红外光谱病理学方法。方向选取冠心病猝死案例心脏样本,取材,常规染色,经Dotslide2.1工作站扫描设定陈旧性心肌梗死区,邻近非梗死病变区;切片常规脱蜡、脱水,在扫描图像指导下,于相应区域行红外显微光谱微区检测,应用OMNIC8.0工作站处理、分析光谱。观测细胞酰胺A带、CH3反对称伸缩、胶原蛋白三螺旋结构及核酸和磷酸脂质PO2反收缩振动频率的光谱分布情况,绘制梗死组织的红外光谱病理图像。重要结果与对照组相比,MI组光谱示酰胺Ⅰ、Ⅱ吸收峰的变化趋势一致,均为峰位蓝移、峰增宽、峰强度增加;酰胺Ⅲ吸收峰为峰位蓝移、峰增宽、峰强度降低; 两组比较差异具有显著性意义(P<0.05,P<0.01);B 组酰胺Ⅰ峰高/酰胺Ⅱ峰高增加(P<0.01)。酰胺A带及胶原蛋白三螺旋结构的高吸收区、CH3反对称伸缩及核酸和磷酸脂质PO2反收缩振动的低吸收区与梗死区符合。通过FTIR-mapping不同色差和色差分布显示被检物质的分布情况。酰胺A带,蛋白质仲胺N-H伸缩振动(3290cm-1)的红色区域与HE染色中梗死纤维化区域相吻合;蛋白质中CH3反对称伸缩(2873cm-1)的红色区域多为未发生梗死纤维化部位,而绿色区域与梗死区相吻合;胶原蛋白三螺旋结构(1638cm-1)的红色区域与梗死区域基本吻合;核酸和磷酸脂质PO2反收缩振动(1081cm-1)的红色区域多为未发生梗死纤维化部位,而绿色区域与梗死区相吻合。科学意义与非病变区域心肌组织相比,陈旧性心肌梗死组织的蛋白质含量及构成均有差异。应用FTIRM技术检测OMI样本,证实OMI组织的蛋白质含量及构成与非病变心肌存在差异,以量化酰胺的方式可以阐述其变化趋势。采用该项技术,通过缔结分子构成与病理变化的对应关系,可将病变程度数字化,有望成为一种分子病理学分析手段。