目的:急性缺血性卒中(acute ischemic stroke,AIS)是最常见的脑卒中类型,具有高发病率、高致死率和高致残率的特点。AIS对患者的躯体功能和认知能力均有影响,严重降低患者的生活质量,给患者家庭和社会造成沉重负担。AIS患者从发病到接受治疗的时间与卒中发生部位均被视为影响患者躯体功能与认知能力的主要因素。但在上述条件相近时,仍会出现患者躯体功能与认知能力迥异的现象。近年来,氧化还原稳态对卒中后躯体功能与认知能力的影响,受到了国内外学者的广泛关注,但尚有一些不一致和不明确的地方需要探究。尿酸是人血浆中含量最多的抗氧化剂,一些学者围绕尿酸水平与缺血性脑卒中躯体功能预后的关系进行了研究,但研究结果并不一致。因此,本研究的第一部分选择尿酸为反映氧化还原稳态的指标,采用Meta分析方法,对氧化还原稳态与AIS患者躯体功能预后的关系进行综合评价。同时,通过开展一项病例对照研究,初步探究氧化还原稳态对缺血性卒中后认知障碍(post-stroke cognitive impairment,PSCI)的影响,从而为制定缺血性PSCI的防治措施提供理论依据。一些研究表明,PSCI的发生可能与脑组织神经元细胞的氧化损伤有关。富马酸二甲酯(dimethyl fumarate,DMF)是一种富马酸酯类药物,已获得美国食品药品监督管理局的批准作为临床一线治疗药物,主要用于多发性硬化和银屑病的治疗。DMF可以活化转录因子NF-E2相关因子2(nuclear factor erythroid-2 related factor 2,Nrf2),同时上调抗氧化剂的靶基因的表达。有研究报道,DMF可以通过激活Nrf2发挥抗氧化作用,从而发挥神经保护作用。然而,DMF能否通过发挥神经保护作用,减少PSCI的发生,目前却鲜有报道。大脑中动脉闭塞模型(middle cerebral artery occlusion,MCAO)是国际上公认的局部脑梗死动物模型,其中线栓法大脑中动脉脑缺血模型是研究缺血性脑损伤动物模型的首选造模方法。糖氧剥夺模型(oxygen-glucose deprivation,OGD)是最常用的细胞缺氧模型。因此,本研究的第二部分采用大鼠MCAO模型,探索DMF对缺血性PSCI的作用及其可能机制。本研究的第三部分在第二部分内容的基础上,以小鼠海马神经元HT22细胞系为实验对象,利用OGD诱导细胞缺氧,探索DMF保护神经元细胞的作用机制。本研究通过开展上述三部分研究内容,旨在探究DMF在缺血性PSCI中的作用及作用机制,为缺血性PSCI的防治提供理论依据。研究方法:1.尿酸水平与AIS患者躯体功能预后关系的Meta分析计算机检索PubMed、Web of Science和Cochrane library数据库,收集有关尿酸水平与AIS患者预后关系的病例对照研究,检索时限为从各数据库建库至2020年2月。由2名研究人员独立提取资料并评价纳入文献的质量,运用敏感性分析和发表偏倚检验评估研究结果的稳定性和可靠性。采用RevMan 5.2软件进行Meta分析。2.探究缺血性PSCI影响因素的病例对照研究研究对象为北部战区总医院2018年3月至2018年12月入院的AIS患者。入组患者均需要签署知情同意书,完成人口学特征、病史和临床资料的收集,并提供血液样本。测定患者全血的还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(reduced glutathione/oxidized glutathione,GSH/GSSG)、总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-PX)水平,反映机体的氧化还原稳态。根据认知能力评分判定患者是否患有缺血性PSCI,并依照判定结果将患者分为病例组和对照组。通过病例对照研究,探究缺血性PSCI的影响因素,并用SPSS 21软件进行统计分析。3.研究DMF对MCAO大鼠神经保护作用的大鼠实验选择月龄12-14个月、体重600±50 g的健康雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠为实验对象,将大鼠随机分为假手术(Sham)组、DMF组、MCAO组和(DMF+MCAO)组,每组12只。采用Morris水迷宫和穿梭实验测定大鼠的学习记忆能力;采用神经功能缺损评分评价大鼠的运动能力;采用苏木精-伊红(hematoxylin and eosin,HE)染色、尼氏染色、DNA断裂原位末端标记(terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick-and labeling,TUNEL)染色和透射电镜观察神经元细胞损伤;采用免疫荧光和免疫组化染色观察氧化和抗氧化作用。4.探索DMF抑制凋亡的作用机制的细胞实验选择小鼠海马神经元HT22细胞系为实验对象,采用OGD处理诱导细胞凋亡,探索DMF抑制细胞凋亡的作用机制。按实验需求将细胞分为Veh组、DMF组、OGD组和(DMF+OGD)组。用Annexin V-FITC/PI双染、流式细胞仪检测细胞凋亡;采用Western Blot测定NRF2、细胞色素C(cytochrome C,CYTOC)、APAF-1、Cleaved Caspase-9、Cleaved Caspase-3和凋亡诱导因子(apoptosis inducing factor,AIF)的蛋白表达水平。结果:1.尿酸水平与AIS患者躯体功能预后的关系最终纳入7篇文献进行Meta分析,共计2609例研究对象,其中良好预后组1607例,预后不良组1002例。结果显示,与预后不良组相比,良好预后组患者的尿酸水平较高[WMD=27.18μmol/L,95%CI(18.73,35.63),P<0.05]。敏感性分析结果显示,剔除每篇文献前后的合并效应量均无明显变化;发表偏倚评估结果显示,纳入文献的失安全系数为61,提示本研究结果是稳定和可靠的。2.急性缺血性PSCI的主要影响因素分析最终有100例患者纳入本研究,其中病例组61例(男性45例,占总数的73.8%;平均年龄63.9岁),对照组39例(男性27例,占总数的69.2%;平均年龄58.7岁)。在单因素分析中,年龄、卒中史、入院NIHSS评分、OCSP分型、TOAST分型、GSH/GSSG、T-AOC和GSH-PX在病例组和对照组间的分布存在潜在的统计学差异(P<0.1)。以急性缺血性PSCI为因变量,以上述因素为自变量进行多因素Logistic回归分析。多因素分析中,在校正其他因素的影响后,最终纳入回归方程的影响因素有入院NIHSS评分(P<0.05)、GSH/GSSG[OR=0.92,95%CI(0.84,1.00),P<0.05]和T-AOC[OR=0.98,95%CI(0.95,1.00),P<0.05]。3.DMF对MCAO大鼠认知功能的影响与MCAO组相比,(DMF+MCAO)组大鼠在Morris水迷宫和穿梭实验中表现更好;HE染色、尼氏染色和TUNEL染色结果显示,MCAO造模损伤大鼠神经元细胞,与MCAO组相比,(DMF+MCAO)组大鼠的神经元细胞和Nissl体排列更规则,TUNEL阳性细胞数目较少;免疫荧光和免疫组化提示,与MCAO组相比,(DMF+MCAO)组大鼠的4-HNE蛋白表达水平较低,GCLM和NQO1的表达水平较高。4.DMF对凋亡率和凋亡相关信号通路的影响流式细胞结果表明,OGD处理可诱导细胞凋亡;与OGD组相比,(DMF+OGD)组细胞凋亡率较低;与OGD组相比,(DMF+OGD)组细胞的NRF2蛋白表达水平较高,CYTO-C、APAF-1、Cleaved Caspase-9和Cleaved Caspase-3的蛋白表达水平较低。结论:1.氧化还原稳态可能影响AIS患者的躯体功能和认知能力。较强的抗氧化能力可能有助于患者的躯体功能预后,并且减少缺血性PSCI的发生。2.DMF可通过发挥抗氧化作用,减轻MCAO大鼠的神经元细胞损伤,进而改善MCAO大鼠的认知能力。3.DMF可通过抑制Cyto-C/Apaf-1/Caspase-9/Caspase-3通路,降低乏氧状态下的神经元细胞的凋亡率。