目的缺血性脑水肿是脑卒中的重要并发症之一，也是脑梗塞早期死亡的主要原因，是目前神经病学研究的热点之一。水通道蛋白-4（AQP4）是一种选择性水通透的内在膜蛋白，可以增加细胞膜对水的通透性，在脑组织水的调节中起重要作用。钙离子是生物体内最具生物活性的离子，钙离子浓度的高低对调节细胞的活动起着决定性的作用。本实验通过制备大鼠大脑中动脉闭塞（MCAO）模型，研究大鼠缺血性脑水肿脑水含量、钙离子浓度和AQP4mRNA表达的变化规律，及应用钙离子拮抗剂尼莫同进行干预，从而探讨AQP4及钙离子在缺血性脑水肿形成中的作用及钙离子拮抗剂的干预机制，为临床治疗脑水肿找寻新的途径。材料与方法一、材料1、实验动物及分组：健康Wistar大鼠80只，随机分成四组：假手术组（n=25）、手术组（n=25）、尼莫同组（n=25）、TTC染色组（n=5），前三组分别按6h、1d、3d、5d、7d五个时间点分为5个亚组，每个亚组5只大鼠。2、主要试剂：尼莫同、RNAiso Reagent、RNA PCR Kit（AMV）、DNA MaKer、6×Loading Buffer、Erasol、琼脂糖、Fura-2／AM、DMEM、Triton X-100、EGTA。3、主要仪器：恒温水浴箱、高温干燥箱、-80℃超低温冰箱、低温冷冻离心机、低温超速离心机、组织匀浆机、PCR扩增系统、凝胶成像分析系统、紫外分光光度仪、荧光双波长分光光度计。4、大鼠大脑中动脉闭塞（MCAO）模型制备：参照Zea Longa线栓法，加以改良。5、TTC染色：验证模型制备成功。二、检测指标1、脑组织含水量的测定：按干湿重法测定脑水含量。2、脑细胞内钙离子浓度测定：以Fura-2／AM为荧光指示剂，应用双波长荧光分光光度计测定脑细胞内钙离子浓度。3、脑组织AQP4mRNA的测定：通过半定量逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）检测AQP4mRNA的表达。三、统计学处理所得结果采用SPSS13.0统计软件进行处理。各组实验数据采用（?）±s表示，各组数据平均数之间的差异采用单因素方差分析，以P＜0.05为有显著性差异。结果大脑中动脉闭塞后，脑水含量、AQP4mRNA表达及脑细胞内钙离子浓度均在6h开始升高，3d时达到高峰，之后缓慢下降，7d时仍高于正常水平。实验结果显示脑水含量、AQP4mRNA表达和细胞内钙离子浓度之间，其中每二者之间呈正性相关（P＜0.01）。钙离子拮抗剂尼莫同能够降低AQP4mRNA表达，降低脑细胞内钙离子浓度。讨论水通道蛋白（aquaporin，AQP）是上世纪90年代初发现的具有高度选择性水孔道特异蛋白质家族，参与调节水的跨膜运输和水的平衡，主要表达于星形胶质细胞和室管膜细胞内，是胶质细胞与脑脊液以及血管间的水调节和转运的重要结构基础。本实验中可以得出，假手术组大鼠脑组织也有AQP4mRNA表达，手术组AQP4mRNA表达6h开始升高，3d时达到高峰。手术组AQP4mRNA表达均高于假手术组，有显著性差异（P＜0.05）。从脑水含量与AQP4mRNA表达的相关分析可以看出，二者变化规律一致，二者具有正性相关（r=0.768，P＜0.01）。提示AQP4与脑水肿密切相关，AQP4mRNA的表达与脑水肿的程度呈正比关系。Ca²⁺作为细胞内第二信使，参与神经递质的合成与释放，神经兴奋性的维持及多种酶的活动。在本实验中可以得出，手术组大鼠脑细胞内Ca²⁺浓度较假手术组明显增高，有显著性差异（P＜0.05）。脑缺血6h后Ca²⁺浓度已明显比假手术组增高，3d达到高峰。从脑水含量与Ca²⁺浓度的相关分析可以看出，二者具有正性相关（r=0.814，P＜0.01）。表明缺血性脑水肿与Ca²⁺超载有着密切的关系。本实验中，钙离子浓度与AQP4mRNA表达的变化规律也一致，二者具有正性相关（r=0.817，P＜0.01）。提示二者可能共同参与缺血性脑水肿的形成。尼莫同是二氢吡啶类（DHPs）钙离子拮抗剂，它可以透过血脑屏障，与脑组织的亲和力强，对神经细胞有一定的保护作用。在本实验中，尼莫同组的脑水含量、脑细胞内Ca²⁺浓度及AQP4mRNA表达均比手术组低，说明尼莫同作为钙离子拮抗剂可以减少Ca²⁺的内流，下调水肿组织的AQP4mRNA表达，从而减轻脑水肿，起到保护脑细胞的作用。结论1、本实验结果提示大鼠大脑中动脉闭塞后脑水含量、AQP4mRNA表达和细胞内Ca²⁺浓度均增高。AQP4mRNA的高表达及Ca²⁺浓度的增加，可引起脑水肿。2、实验结果显示脑水含量、AQP4mRNA表达和细胞内Ca²⁺浓度之间，其中二者之间呈正性相关。3、钙离子拮抗剂尼莫同能够降低AQP4mRNA表达及脑细胞内Ca²⁺浓度，从而减轻脑水肿的程度。