近年来,脑血管疾病尤其是缺血性脑血管疾病已经成为一类常见病,严重威胁着人类的健康并影响着生活质量。这类疾病具有较高的发病率、致残率、死亡率和复发率,并且常伴随多种并发症,因而经常给家庭以及社会造成严重的负担。传统的治疗方法包括疏通阻塞的血管、改善病变部位的血液供应等基本方法。然而,这些方法只是侧重于神经保护或血管保护,对各细胞之间的相互作用和信号传递的影响却很小。当缺血部位的血液供应好转后,再灌注损伤也较容易出现。在缺血缺氧情况下,提高脑组织的自我缺血耐受能力有利于从根本上解决问题。多项研究表明,短暂性的脑缺血发作对后续发生的脑梗死有着重要的影响。因此,研究一种能够提高脑缺血耐受能力的有效方法,成为摆在我们面前的一大难题。近年来,关于脑缺血预处理(cerebral ischemic preconditioning,CIPC)产生缺血耐受能力的研究吸引了国内外众多研究者的密切关注。CIPC的作用机制极其复杂,因其具有多机制、多靶点的治疗优势,目前已成为生命科学领域的研究热点之一[1]。。脑缺血后,细胞的损伤过程具有非常复杂的病理生理机制,其中存在着一系列的损伤级联反应,这些反应互相关联且互为因果,最终导致了细胞的死亡。缺血再灌注损伤的核心病理环节主要包括氧化应激损伤以及自由基的连锁反应。因此,治疗缺血性脑血管病的主要方法包括在早期进行抗氧化应激治疗、阻断脑缺血损伤的级联反应以及减少缺血半暗带区的神经元损伤。另一方面,转录因子E2相关因子2(Nuclear factor erythroid2-related factor 2,Nrf2)/抗氧化反应元件(antioxidantresponse element,ARE)信号通路是细胞内部的重要的内源性的抗氧化损伤的通路之一[2,3]。考虑到这些因素,本实验将建立对右对右侧大脑的中动脉进行短暂性闭塞(middle cerebral artery occulation,MCAO)的模型,并观察CIPC对MCAO大鼠在神经功能的改变、脑梗死的体积、组织病理学形态的改变、缺血脑组织中Nrf2、醌氧化还原酶1(Quinone Oxidoreductase 1,NQO-1)mRNA的表达情况、缺血侧脑组织匀浆丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量、超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)活性方面的影响,以探讨CIPC是否可以通过激活Nrf2/ARE信号通路实现对神经的保护作用。在实验中,将154只250~280g雄性Sprague-Dawley大鼠,随机分成3组:对照组、模型组和实验组。其中,每组又分别设置再灌注6、12、24、48、72h组。在模型组中,Zea-Longa大脑中动脉线栓法[4]被用于建立MCAO模型。实验组,进行右侧颈内动脉短暂性血流阻断10min,3天后采用与模型组相同的方法建立MCAO模型。对照组,只分离颈部血管,结扎颈外动脉,但不插入线栓。分别于大鼠手术结束清醒后、术后6、12、24、48、72 h按Zea-Longa评分标准[4]对大鼠进行神经功能评分,观察其行为学变化;采用2,3,5-三苯基氯化四氮唑(2,3,5-Triphenyltetrazolium Chloride,TTC)染色法测定大鼠脑梗死体积;用苏木素-伊红(hematoxylin and eosin,HE)对脑组织进行染色处理,然后用光学显微镜观察脑组织的病理变化情况;采用免疫组化法(immunohistochemistry,IHC)观察Nrf2核转移情况;采用逆转录实时荧光定量PCR(Quantitative reverse transcription PCR,qRT-PCR)方法检测缺血侧大脑皮层中的Nrf2、NQO-1mRNA表达;采用水溶性四唑盐(water-soluble tetrazolium-1,WST-1)法测定脑组织匀浆中SOD活性;采用硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)法测定大脑组织的匀浆中的MDA含量。相比于对照组,模型组中大鼠在受到缺血再灌注损伤后出现了明显的神经功能的缺损症状(P<0.01)。但是,缺血预处理可以明显地改善缺血再灌注损伤后的组织病理学方面的损伤,再灌注24、48、72h时实验组的行为学评分显著低于模型组(P<0.05);实验组与模型组的梗死体积百分比分别为(21.4±4.48)%,(33.2±7.48)%(P<0.01)。在对照组中Nrf2无明显核表达,而在模型组及实验组中Nrf2核着色的阳性细胞在6h时即开始增多,24h达高峰,48h开始下降。实验组中出现Nrf2核转移现象的阳性细胞的数量一直明显比模型组高(P<0.05,P<0.01)。在对照组中,Nrf2、NQO-1mRNA的表达水平很低并且随时间没有明显的变化;在模型组和实验组中,均可以看见Nrf2、NQO-1mRNA的表达,在缺血6h时这种表达开始增加,至24h时达到高峰,持续到48、72h后会逐渐下降;模型组与实验组中的Nrf2和NQO-1mRNA的表达一直明显多于对照组。相比于模型组,实验组能够进一步增强Nrf2和NQO-1mRNA的表达。对照组的脑组织中的SOD活性是最高的且其随时间没有太大变化;实验组和模型组的SOD活性于再灌注6小时后开始下降,在24h时下降最为明显,48、72h后又逐渐升高。实验组中24、48h的SOD活性分别为:(269.83±42.41、271.50±55.73)U/mgprot。模型组中24、48h的SOD活性分别为:(189.50±37.57、193.83±44.21)U/mgprot,实验组的SOD活性比模型组高(P<0.05);对照组的脑组织中的MDA的含量比较低且随时间并没有太大的变化;实验组和模型组的脑组织中的MDA的含量于再灌注6h后会开始升高,在24h时升高最显著,48h、72h后又逐渐降低。在24h时,实验组和模型组的MDA含量分别为(25.43±8.68)nmol/mgprot和(39.91±7.10)nmol/mgprot。实验组的MDA含量比模型组低(P<0.05,P<0.01)。综上所述,CIPC可以显著地降低受到脑缺血再灌注损伤的大鼠的神经功能的评分、减小脑梗死的体积、提高SOD的活性、降低MDA的含量,从而调动自身的抗氧化应激能力,清除体内大量的氧自由基,减少缺血脑组织损伤,CIPC能促使Nrf2核转位率增加,并提高Nrf2mRNA和NQO-1 mRNA的表达水平,从而对抗由缺血缺氧导致的脑组织的损伤,这或许是缺血预处理能够发挥抗氧化作用的机制之一。