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脑缺血预处理(cerebral ischemic preconditioning,CIP)诱导的脑缺血耐受(brain ischemic tolerance,BIT)的产生涉及神经介质、受体及基因的表达等一系列过程。在BIT的诱导过程中,细胞在信号启动与转导,基因复制与转录,蛋白合成与修饰等环节发生相应的变化。在信号的启动环节,腺苷机制受到众多学者的重视。我室新近研究表明,BIT诱导过程中,腺苷受体的数量及亲和力均增加,进一步丰富了BIT诱导的腺苷机制的研究。但腺苷受体激动剂作为预处理对神经元所产生的保护作用较CIP所诱导的保护作用弱,说明还有其它机制参与这一过程。近年来,一氧化氮(NO)在缺血缺氧耐受诱导中的作用引起了人们的兴趣。离体研究表明,NO在神经元缺血缺氧预处理保护机制中发挥重要作用。如在离体大鼠海马脑片的研究发现,缺氧预处理可显著减少其后严重缺氧所引起的诱发电位波幅的下降,而一氧化氮合酶(NOS)阻断剂7-硝基吲哚(7-NI)可阻断CIP的这种作用,提示原生型NOS(cNOS)产生的NO参与了缺氧预处理对神经元的保护作用。近来有人应用培养神经细胞氧-葡萄糖剥夺(OGD)耐受模型,系统地研究了NO在神经元OGD耐受诱导中的作用,发现给与NOS抑制剂可阻断OGD耐受的诱导,给NO供体可替代OGD诱导耐受,表明NO的产生既是神经元OGD耐受形成的必要条件,又是充分条件。这些研究结果为研究整体状态下NO在BIT诱导中的作用提供了线索。 在新生鼠缺氧预处理模型中,应用非特异性NOS抑制剂L-NNA完全阻断了缺氧预处理对神经元的保护作用,而对神经元型NOS(nNOS)及诱生型NOS(iNOS)阻断剂7-NI和氨基胍则无效,提示<WP=5>由内皮型NOS(eNOS)产生的NO介导了保护作用。有学者对单纯全脑缺血3 min和6 min 以及6 min缺血前1天给予3 min CIP三组大鼠海马CA1区锥体细胞NADPH-黄递酶活性的表达情况进行比较,发现三种情况下NADPH-黄递酶表达的变化基本一致,即在损伤和未损伤的大鼠海马组织中均可见NADPH-黄递酶活性表达的增高,并且增高的时相也一致,说明NO的存在不一定与损伤相关联,但NO的升高是否参与整体状态下BIT的诱导,尚需进一步确定。本研究利用大鼠全脑BIT模型,观察BIT诱导过程中,NOS活性、NO生成以及NOS抑制剂L-NAME对BIT诱导的影响,在整体水平探讨NO在BIT诱导中的作用,并对NO参与BIT诱导的信号转导机制做了初步探讨。1. 全脑缺血耐受模型中缺血时间及性别对CIP保护效应的影响本实验通过观察CIP持续时间、CIP与后续损伤性缺血间隔时间、损伤性缺血持续时间及性别对CIP保护效应的影响,选择能使CIP发挥最大保护效应的时间参数建立理想的BIT模型。采用四血管闭塞法(4-vessel occlusion,4VO),制作大鼠全脑缺血耐受模型。永久凝闭椎动脉的Wistar大鼠108只,按动物性别分为两组进行实验。 1. 雄性大鼠组,分为4组:①Sham组(n=6);只暴露双侧颈总动脉,不阻断血流;②缺血3 min组(n=6):挟闭双颈总动脉3 min;③损伤性缺血组(n=18):根据阻断血流时间的不同,进一步分为6 min、10 min和15 min组(每组n=6),分别挟闭双颈总动脉6 min、10 min和15 min;④CIP+损伤性缺血组(n=24):根据CIP与损伤性缺血时间间隔以及损伤性缺血时间的不同,分为4个亚组,每组n=6,分别为3min-3d-6min(挟闭双颈总动脉3 min作为CIP,再灌注3 d后再挾闭6 min,下同)、3min-3d-10min、3min-3d-15min和3min-1d-10min组。<WP=6>2. 雌性大鼠组,分为5组:①Sham组(n=6);只暴露双侧颈总动脉,不阻断血流;②缺血2.5 min组(n=6):挟闭双颈总动脉2.5 min;③缺血3 min组(n=6):挟闭双颈总动脉3 min;④(n=12):根据阻断血流时间的不同进一步分为6 min、10 min组(每组n=6),分别挟闭双颈总动脉6 min、10 min;⑤CIP+损伤性缺血组(n=24):根据预缺血及损伤性缺血时间的不同,进一步分为4组(每组n=6),分别为2.5min-3d-6min(挟闭双颈总动脉2.5 min作为CIP,再灌注3 d后再挾闭6 min,下同)、3min-3d-6min、2.5min-3d-10min和3min-3d-10min组。椎动脉凝闭术后2天,在乙醚麻醉下分离双侧颈总动脉,待动物清醒后进行挟闭,阻断血流。挾闭双侧颈总动脉期间,可观察到大鼠瞳孔散大,脑电波频率变慢,波幅逐渐缩小甚至呈等电位线,翻正反射消失,证明产生脑缺血。所有大鼠在术后或末次缺血再灌后饲养7天,断头取脑,硫堇染色,在光学显微镜下观察海马组织形态并对其组织学改变进行分级(0级:无神经元死亡;1级:散在的神经元死亡;2级:成片的神经元死亡;3级:几乎全部的神经元死亡),取双侧平均等级作为统计值。高倍镜下计数海马CA1区每1mm区段内细胞膜完整、胞核饱满、核仁清晰的锥体细胞数目,每张切片双侧海马各计数7个区段取平均数为神经元密度(neuronal density, ND)。计算以下参数对CIP的保护效应作定量分析:①保护数(protection number,PN):CIP+损伤性缺血组与损伤性缺血组的ND值之差;②保护指数(protection index,PI):保护数与sham组ND值之比;③增长指数(growth index,GI):保护数与损伤性缺血组ND值之比。结果显示,雄性大鼠中, Sham组?