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目的急性缺血性脑卒中严重危害人类生命健康。高同型半胱氨酸是脑卒中的致病因素之一,其代谢水平的异常与临床表型及致病机制并不十分清楚。本项目探索同型半胱氨酸(Homocysteine,Hcy)与缺血性脑卒中TOAST(Trial of Org10172 in Acute Stroke)分型的相关性和线粒体在缺血性脑卒中疾病中的作用,从而为临床缺血性脑卒中疾病的诊疗策略和寻找新的药物治疗靶点提供一定的理论基础。方法⑴通过检索至2018年4月18日中英文医学数据库关于Hcy与缺血性脑卒中TOAST分型的病例对照研究,使用Stata 9.0软件(Stata Corp LP,College Station,TX)对所有纳入数据进行分析,计算标准化均数差(Standardized mean difference,SMD)和95%置信区间(Confidence interval,CI)。⑵将32只SPF级雄性大鼠随机分组:(1)正常对照(Normal)组8只;(2)假手术(Sham)组8只;(3)大脑中动脉缺血(Middle cerebral artery occlusion,MCAO)共16只,其中根据脑缺血时间分为缺血2小时(MCAO-2h)组和6小时(MCAO-6h)组各8只。待大鼠手术清醒后采用Zea Longa法进行神经功能评分;2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)和HE染色观察脑组织形态学改变;q PCR分析神经细胞的线粒体拷贝数和流式细胞术分析线粒体膜电位水平。⑶利用seahorse和流式细胞术对不同浓度Hcy处理的RN-c和HT-22细胞的线粒体进行有氧氧化能力和细胞线粒体膜电位水平分析。结果⑴通过meta分析发现Hcy是缺血性脑卒中(SMD=1.15,95%CI=0.85-1.45,P<0.05)及TOAST分型(LAA:SMD=2.12,95%CI=1.40-2.84,P<0.05;SAO:SMD=1.10,95%CI=0.72-1.48,P<0.05;CE:SMD=1.17,95%CI=0.64-1.71,P<0.05;SOE:SMD=0.88,95%CI=0.53-1.24,P<0.05;SUE:SMD=1.50,95%CI=0.66-2.33,P<0.05)各亚型的独立危险因素,尤其是LAA亚型(LAA vs SAO:SMD=1.03,95%CI=0.45–1.61,P<0.05;LAA vs CE:SMD=1.54,95%CI=0.60–2.48,P<0.05;LAA vs SOE:SMD=1.18,95%CI=0.56–1.79,P<0.05;LAA vs SUE:SMD=1.42,95%CI=0.47–2.37,P<0.05)。⑵TTC染色示MCAO组大脑组织有白色梗死区,随时间延长,梗死区增大,而NORMAL组及SHAM组两对照组未见明显异常;HE染色显示MCAO-2h组的脑组织细胞显示轻度水肿及核固缩,MCAO-6h组的脑组织细胞显示水肿明显,核质分离,部分细胞有核分解情况。MCAO-2h、MCAO-6h组的膜电位下降水平明显高于对照组(P<0.001)。MCAO-2h组线粒体膜电位下降水平较MCAO-6h组明显,两组间存在统计学差异(P<0.001);MCAO组mt DNA拷贝数低于正常组(P<0.05)。⑶Hcy处理后,神经细胞的耗氧率(oxygen consumption rate,OCR)降低,且5min内OCR降低最明显,OCR降低与作用时间及Hcy浓度呈正相关,Hcy影响RN-c和HT-22最大呼吸功能;经Hcy处理后的RN-c和HT-22细胞线粒体膜电位水平无明显变化(P>0.05)。结论Hcy是中国人群缺血性脑卒中TOAST分型各亚型的独立危险因素,特别是Hcy浓度越高,患LAA(large-artery atherosclerosis,LAA)的风险越高;同型半胱氨酸可能通过干扰线粒体有氧氧化呼吸能力影响神经细胞功能。线粒体数量改变和功能障碍可能是影响疾病进展程度和预后的因素之一。