PURPOSE This study aimed to elucidate the impact of brain tumors on cerebral edema and glymphatic drainage by leveraging advanced MRI techniques to explore the relationships among tumor characteristics, glymphatic function, and aquaporin-4 (AQP4) expression levels. EXPERIMENTAL DESIGN In a prospective cohort from March 2022 to April 2023, patients with glioblastoma, brain metastases, and aggressive meningiomas, alongside age- and sex-matched healthy controls, underwent 3.0T MRI, including diffusion tensor imaging analysis along the perivascular space (DTI-ALPS) index and multiparametric MRI for quantitative brain mapping. Tumor and peritumor tissues were analyzed for AQP4 expression levels via immunofluorescence. Correlations among MRI parameters, glymphatic function (DTI-ALPS index), and AQP4 expression levels were statistically assessed. RESULTS Among 84 patients (mean age: 55 ± 12 years; 38 males) and 59 controls (mean age: 54 ± 8 years; 23 males), patients with brain tumor exhibited significantly reduced glymphatic function (DTI-ALPS index: 2.315 vs. 2.879; P = 0.001) and increased cerebrospinal fluid volume (201.376 cm³ vs. 115.957 cm³; P = 0.001). A negative correlation was observed between tumor volume and the DTI-ALPS index (r: -0.715, P < 0.001), whereas AQP4 expression levels correlated positively with peritumoral brain edema volume (r: 0.989, P < 0.001) and negatively with proton density in peritumoral brain edema areas (ρ: -0.506, P < 0.001). CONCLUSIONS Our findings highlight the interplay among tumor-induced compression, glymphatic dysfunction, and altered fluid dynamics, demonstrating the utility of DTI-ALPS and multiparametric MRI in understanding the pathophysiology of tumor-related cerebral edema. These insights provide a radiological foundation for further neuro-oncological investigations into the glymphatic system. See related commentary by Surov and Borggrefe, p. 4813.

中文翻译：

---

通过多参数 MRI 评估脑肿瘤淋巴功能的组织病理学相关性研究。


目的 本研究旨在通过利用先进的 MRI 技术探讨肿瘤特征、淋巴功能和水通道蛋白 4 （AQP4） 表达水平之间的关系，阐明脑肿瘤对脑水肿和淋巴引流的影响。实验设计 在 2022 年 3 月至 2023 年 4 月的前瞻性队列中，胶质母细胞瘤、脑转移和侵袭性脑膜瘤患者与年龄和性别匹配的健康对照者一起接受了 3.0T MRI，包括沿血管周围间隙 （DTI-ALPS） 指数的弥散张量成像分析和用于定量脑标测的多参数 MRI。通过免疫荧光分析肿瘤和瘤周组织的 AQP4 表达水平。对 MRI 参数、淋巴功能 （DTI-ALPS 指数） 和 AQP4 表达水平之间的相关性进行统计学评估。结果 在 84 名患者 （平均年龄： 55 ± 12 岁;38 名男性） 和 59 名对照 （平均年龄： 54 ± 8 岁;23 名男性） 中，脑肿瘤患者的淋巴功能显著降低 （DTI-ALPS 指数： 2.315 vs. 2.879;P = 0.001）和脑脊液体积增加 （201.376 cm³ vs. 115.957 cm³;P = 0.001）。肿瘤体积与 DTI-ALPS 指数呈负相关 （r： -0.715， P < 0.001），而 AQP4 表达水平与瘤周脑水肿体积呈正相关 （r： 0.989， P < 0.001） 与瘤周脑水肿区质子密度呈负相关 （ρ： -0.506， P < 0.001）。结论我们的研究结果强调了肿瘤诱导的压迫、淋巴功能障碍和流体动力学改变之间的相互作用，证明了 DTI-ALPS 和多参数 MRI 在理解肿瘤相关脑水肿的病理生理学中的效用。 这些见解为进一步对淋巴系统进行神经肿瘤学研究提供了放射学基础。参见 Surov 和 Borggrefe 的相关评论，第 4813 页。