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目的:构建“形神共养”的丰富环境,探讨“形养”、“神养”及“形神共养”的丰富环境对局灶性脑缺血再灌注损伤大鼠皮层神经元凋亡及星形胶质细胞增生的作用。方法:1、健康成年雄性Sprague-Dawley大鼠,200-240g,随机分为“形养”组(physical enrichment,PE),“神养”组(spiritual enrichment,SE),“形神共养”组(physical and spiritual enrichment,PSE),标准养组(ischemia + standard condition,IS)及假手术组(sham-operated + standard condition,SS)。采用线栓法制备大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤模型。大鼠术后休息1天,然后接受为期14天的“形养”、“神养”及“形神共养”环境训练或标准养,并在训练的第3,7及14天时采用改良的神经缺损评分(modifed neurologicalseverity score,mNSS)及肢体放置测验(limb-placing test)进行神经行为学评价。训练第14天时处死大鼠,行TTC染色检测脑梗死体积;尼氏染色法观察大鼠梗死灶周围皮质神经元的存活率;透射电镜观察神经元超微结构的变化;TUNEL/NeuN免疫荧光双标法检测各组大鼠神经元凋亡情况;免疫组织化学染色检测脑梗死周围皮质Bcl-2、Bax及caspase-3蛋白的表达;western blot法进一步检测凋亡相关基因Bcl-2、Bax、cytochrome c、caspase-3及p53蛋白的表达情况。2、采用同样的实验分组方法,于训练的第3,7及14天时采用足失误试验(foot-fault test)和圆筒试验(cylinder test)进行神经行为学评价。于训练的第14天时行MRI检查观察脑梗死体积变化;GFAP/Ki67免疫荧光双标法检测大鼠梗死灶周围皮质星形胶质细胞的增生情况;western blot法检测BDNF的蛋白表达。结果:1、(1)缺血组(PE、SE、PSE及IS)大鼠在各个时间点行为学测试中的表现均差于SS组。在训练第7、14天时,PSE组大鼠的mNSS评分明显低于PE及SE组;PE组明显低于SE组。肢体放置试验结果显示:第7天和14天时,与PE和SE组相比,PSE组大鼠肢体放置的准确性明显提高。(2)TTC、尼氏染色及电镜结果显示:与PE和SE组相比,PSE组大鼠的脑梗死体积最小,神经元存活率最高,神经元超微结构受损程度最轻。(3)TUNEL/NeuN免疫荧光双标法结果显示:与IS组相比,PE、SE及PSE组大鼠神经元凋亡细胞数明显降低,其中PSE组最少,其次为PE组,最后为SE组。(4)免疫组织化学及荧光染色结果显示:与IS组相比,经过环境训练的三组(PE、SE和PSE)大鼠梗死灶周围皮质的Bcl-2蛋白水平显著增多,而Bax及caspase-3明显下降。与PE和SE组相比,PSE组大鼠的Bcl-2蛋白表达最多,Bax和caspase-3最低,且PE组优于SE组。(5)Western blot法结果显示:与IS组相比,PE、SE及PSE组大鼠的Bcl-2蛋白表达量明显增加,而Bax、cytochrome c、caspase-3及p53的蛋白表达量明显降低,其中PSE组变化最为显著。2、(1)足失误试验和圆筒试验结果显示:在训练的第14天时,PSE组大鼠的左前肢踩空率和肢体使用不对称分数显著低于PE和SE组。(2)MRI结果显示:与IS组相比,PE和PSE组脑梗死体积明显减小。PSE组大鼠的脑梗死体积显著低于PE组。(3)GFAP/Ki67免疫荧光双标法结果显示:与IS组相比,PE、SE及PSE组大鼠梗死灶周围皮质的GFAP/Ki67双标阳性细胞数明显增加;PSE组大鼠Ki67阳性的星形胶质细胞数显著高于PE和SE组;PE组明显优于SE组。(4)Western blot法分析结果显示:与IS组相比,PE、SE及PSE组大鼠BDNF蛋白表达量明显增加。其中PSE组最多,其次为PE组,再次为SE组。(5)Spearman相关系数检验结果显示左前肢踩空发生率与星形胶质细胞增生和BDNF蛋白表达存在负相关,星形胶质细胞增生与BDNF蛋白表达量成正相关。结论:1、“形神共养”促进大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤后神经功能的恢复。2、“形神共养”抑制梗死灶周围皮质神经元凋亡的发生,这可能是其发挥神经保护作用的可能机制之一。3、“形神共养”促进梗死灶周围皮质星形胶质细胞增生和BDNF蛋白的表达增加,这可能是其发挥神经保护作用的可能机制之一。