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目的:脑梗死严重威胁着人类生命和健康,探讨脑梗死的病理生理学机制,寻求有效的治疗手段是当前医学研究的热点和难点。随着认识的不断深入,人们发现氧化应激和炎症反应是缺血后脑损伤的两大重要的病理生理机制,是病情加重的主要原因。脑缺血后炎症因子、氧化应激相关基因高表达,为临床治疗提供了新的靶点。近年来,sonic hedgehog(Shh)信号通路、nuclear factor erythroid 2-related factor 2(Nrf2)/antioxidant response element(ARE)信号通路和nuclear factor kappa B(NF-κB)信号通路成为缺血性卒中研究的热点。Shh信号通路和Nrf2/ARE通路是细胞内重要的抗氧化及细胞毒防御机制,上调这些信号通路可诱导多种抗氧化酶及解毒酶,提高谷胱甘肽及超氧化物歧化酶等抗氧化物质的表达水平,发挥细胞保护作用。NF-κB信号通路激活在缺血性脑血管病引起的神经细胞死亡中起着重要的作用。大量的药理和临床研究发现白藜芦醇苷(polydatin)具有抗炎、抗氧化、抗凋亡、抗病毒、抗肿瘤等多种药理作用。但有关白藜芦醇苷在脑梗塞急性期的保护作用及机制的研究甚少。本实验在大鼠永久性大脑中动脉闭塞(permanent middle cerebral artery occlusion,MCAO)所致脑缺血模型上,观察局部脑缺血后大脑皮层Shh信号通路的转录因子glioma-associated oncogene homolog 1(Gli1)和Patched-1(Ptch1),以及SOD1的动态表达,并研究白藜芦醇苷在脑缺血急性期的保护作用及其对Gli1、Ptch1、SOD1、Nrf2和NF-κB的影响。方法:采用成年健康雄性Sprague-Dawley大鼠,应用改良Longa线栓法建立大鼠右侧MCAO模型。实验一:动态观察脑缺血后不同时间点Gli1、Ptch1和SOD1的表达,实验分为正常对照组、缺血后3 h、6 h、12 h、24 h、48 h、72 h六个时间点组。实验二:测定脑梗塞后白藜芦醇苷的神经保护作用,实验动物随机分为假手术组(Sham)、溶剂对照组(Vehicle)、白藜芦醇苷小剂量组(MCAO + polydatin 12.5 mg/kg,Polydatin-L)、白藜芦醇苷大剂量组(MCAO + polydatin 50 mg/kg, Polydatin-H)。药物干预组动物于梗死后立即腹腔注射白藜芦醇苷并连续给药2天,每天1次。Vehicle组和Sham组同样方法但给予等容量生理盐水。术后24 h和72 h对大鼠进行神经功能评分。评分完毕后将动物断头处死,用干湿重法测定脑组织含水量,用2%的2, 3, 5-三苯基四唑氮红(triphenyltetrazolium chloride, TTC)染色法测定脑梗死体积,用免疫组化、western blotting、逆转录多聚酶链反应(Reverse Transcription– Polymerase Chain Reaction, RT-PCR)和激光共聚焦技术测定Gli1、Ptch1、Nrf2、SOD1和NF-κB的表达。实验三:观察脑缺血后白藜芦醇苷对血脑屏障的影响。应用western blotting和RT-PCR检测白藜芦醇苷干预前后血脑屏障紧密连接蛋白claudin-5的表达。结果:1脑缺血6 h后Gli1、Ptch1以及SOD1的表达开始升高,并于24 h达高峰,72 h后开始降低。2 Vehicle组、白藜芦醇苷小剂量组和白藜芦醇苷大剂量组大鼠均出现不同程度的左侧肢体偏瘫。白藜芦醇苷大剂量组的神经功能评分明显低于Vehicle组(Polydatin-H vs. Vehicle 24 h: 2.6±0.3 vs. 4.1±0.2; 72 h: 2.1±0.3 vs. 4.2±0.2,P < 0.05)。白藜芦醇苷小剂量组与Vehicle组相比,神经功能评分无明显差异(Polydatin-L vs. Vehicle 24 h:3.40±0.4 vs. 4.1±0.2;72 h: 3.7±0.21 vs. 4.2±0.2,P > 0.05)。3脑缺血后24 h和72 h白藜芦醇苷大剂量组病变侧脑组织含水量均低于Vehicle组(Polydatin-H vs. Vehicle 24 h: 80.00%±1.60% vs. 84.37%±0.98%;72 h: 78.53%±1.9% vs. 85.07%±1.81%),差异有统计学意义(P < 0.05)。脑缺血后72 h白藜芦醇苷小剂量组病变侧脑组织含水量明显低于Vehicle组(Polydatin-L vs. Vehicle: 82.45%±1.25% vs. 85.07%±1.81%,P < 0.05),差异有统计学意义(P < 0.05),但在给药24 h后两者之间差异并没有统计学意义(Polydatin-L vs. Vehicle: 83.40%±1.40% vs. 85.07%±1.81%,P < 0.05)。4 Sham组无梗死灶。与Vehicle组相比,白藜芦醇苷大剂量组梗塞体积明显减小,差异有统计学意义(Polydatin-H vs. Vehicle 24 h: 37.38%±2.62% vs. 42.58%±1.82%;72 h: 36.30%±2.79% vs. 42.98%±2.19%,P < 0.05)。白藜芦醇苷小剂量组与Vehicle组相比,梗塞体积无明显减小。5脑缺血后24 h和72 h白藜芦醇苷大剂量组Gli1、Ptch1、Nrf2及SOD1表达升高,与Vehicle组相比结果有统计学意义(P < 0.05)。白藜芦醇苷小剂量组与Vehicle组相比结果无统计学意义。而白藜芦醇苷小剂量组和白藜芦醇苷大剂量组均可以降低NF-κB的表达。6与Sham组相比,Vehicle组claudin-5表达明显下降。白藜芦醇苷大剂量组claudin-5表达上调,与Vehicle组相比结果有统计学意义(P < 0.05)。白藜芦醇苷小剂量组与Vehicle组相比结果无统计学意义(P > 0.05)。结论:脑缺血后脑组织中Gli1、Ptch1及SOD1的表达显著升高。大剂量白藜芦醇苷可以改善神经症状,减轻脑梗死体积,减轻脑水肿,对局灶性脑缺血具有神经保护的作用。其保护作用可能与上调Gli1、Ptch1、Nrf2、SOD1及claudin-5的表达,下调NF-κB的表达有关。