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海战中各式武器在水中爆炸,对战斗人员造成严重损伤,又称水下冲击伤。水下冲击伤是现代海战中的重要伤类,也是军事医学研究的重点与难点。目前国内外对水下爆炸致胸腹损伤有较多研究,但对水下爆炸致颅脑损伤的特点和机制鲜有涉及。颅脑是人体的中枢,其结构复杂、功能集中,损伤后会出现头痛、头晕、反应速度下降、短暂意识丧失,甚至昏迷、瘫痪、死亡。颅脑损伤的机制相对复杂,而且水下爆炸试验实施难度大,也无实验方法和经验可循。因此对水下爆炸致颅脑损伤的特点与机制研究亟须开展。3’-脱氧腺苷又名虫草素,是名贵中药冬虫夏草的有效成份之一,具有广泛的药理功效,包括抗炎、抗肿瘤、抑制凋亡、清除氧自由基等。同时虫草素还被证实有明确的神经保护功能,它可以抑制损伤后炎症因子的释放,缓解炎症细胞与巨噬细胞浸润,维持外伤后血脑屏障的完整性。然而,虫草素通过何种机制发挥其神经保护作用有待进一步明确。本研究首先建立稳定的水下爆炸致大鼠颅脑损伤模型,研究了颅脑损伤的特点。再通过3’-脱氧腺苷干预,明确其对水下爆炸所致颅脑损伤的保护作用。最后以TLR4/My D88信号通路为靶点,探讨了3’-脱氧腺苷的保护机制,为该类损伤的治疗提供参考。第一部分水下爆炸致大鼠颅脑损伤模型的制备及病理特点研究目的:制备稳定可重复的水下爆炸致大鼠颅脑损伤模型,并研究颅脑损伤的病理特点。方法:取SD大鼠120只,根据爆炸距离随机分为四组:0.5m组、1.0m组、1.5m组和空白对照组,每组30只。实验前将麻醉好的大鼠固定在自制的水下爆炸实验架上,并将胸腹部用气泡膜包裹保护。以10g当量TNT爆源进行水下爆炸,观察伤后6h、12h、24h、48h及72h大鼠一般情况、病理切片及脑含水量变化。随后取SD大鼠60只,随机分为两组:模型组（1.0m组）与空白对照组,每组30只。模型组按照模型建立的方法进行致伤,空白对照组不予致伤,采用Western blot（WB）测量伤后6h、12h、24h、48h及72h炎症因子TNF-α、IL-1β的蛋白表达,同时采用TUNEl法检测细胞凋亡。结果:0.5m组大鼠于伤后48小时内全部死亡,1.0m及1.5m组大鼠均存活。病理切片结果显示1.0m组大鼠脑组织损伤明显,而1.5m组脑组织损伤较轻,结构基本完整。脑组织含水量结果提示,爆炸组大鼠脑组织含水量明显高于空白对照组,同时1.0m组大鼠脑含水量于伤后12h开始升高,48h达到最高峰;1.5m组脑含水量明显低于1.0m组。模型组HE染色显示模型组大鼠脑组织呈现弥漫性损伤改变,主要表现为组织结构紊乱、水肿、局部出血和充血。WB结果提示伤后12h模型组大鼠脑组织TNF-α、IL-1β的蛋白表达升高,伤后48h达到峰值。同时伤后12h模型组大鼠脑组织出现明显细胞凋亡,凋亡数在48h达到最高峰。结论:爆炸当量为10g TNT、爆炸距离为1.0m时,大鼠出现稳定的颅脑损伤,表现为弥漫性颅脑损伤。第二部分3’-脱氧腺苷对水下爆炸致颅脑损伤的保护作用目的:研究3’-脱氧腺苷对水下爆炸颅脑损伤的保护作用及潜在机制。方法:取SD大鼠90只,随机分为三组:模型组、虫草素组与空白对照组,每组30只。模型组与虫草素组予致伤,同时在伤后30min对虫草素组大鼠进行3’-脱氧腺苷（20 mg/kg）尾静脉注射,空白对照组不予致伤。观察不同组大鼠伤后6h、12h、24h、48h、72h脑组织含水量变化,并测量大鼠脑组织TNF-a、IL-1b、TLR4及My D88的蛋白表达,检测其细胞凋亡水平。结果:伤后12h、24h、48h及72h模型组大鼠脑组织含水量升高,TNF-a、IL-1b、TLR4及My D88的蛋白表达增加,凋亡细胞数增多,差异显著。与模型组相比,虫草素组大鼠以上各时间点脑组织含水量、TNF-a等的蛋白表达及凋亡细胞数显著下降。结论:3’-脱氧腺苷对水下爆炸颅脑损伤具有保护治疗作用,TLR4/My D88信号通路可能参与了这一保护过程。第三部分3’-脱氧腺苷对水下爆炸致颅脑损伤保护机制的在体研究目的:研究3’-脱氧腺苷是否通过TLR4/My D88信号通路发挥颅脑保护作用方法:取SD大鼠30只,随机分为五组:空白对照组、模型组、虫草素组、TLR4阻断组与My D88阻断组,每组6只。空白对照组、模型组、虫草素组大鼠处理方式同第三部分研究,TLR4阻断组与My D88阻断组大鼠在致伤前分别予TLR4抑制剂Resatorvid及My D88抑制剂MIP处理,处理完毕之后按照虫草素组大鼠处理。观察不同组伤后48h脑组织含水量变化,并测量大鼠脑组织TNF-a、IL-1b的蛋白表达,检测其细胞凋亡水平。结果:与虫草素组大鼠相比,伤后48h,TLR4阻断组与My D88阻断组大鼠脑组织含水量、TNF-a与IL-1b的蛋白表达、凋亡细胞数明显上升,差异具有统计学意义。结论:3’-脱氧腺苷通过TLR4/My D88信号通路介导对水下爆炸所致颅脑损伤的保护。第四部分3’-脱氧腺苷对水下爆炸致颅脑损伤保护机制的离体研究目的:验证3’-脱氧腺苷是否通过调控小胶质细胞TLR4/MyD88信号通路来减轻炎症反应。方法:取体外培养小胶质细胞,随机分为对照组、脂多糖刺激组（LPS组）和虫草素组,对照组不予处理,LPS组予LPS刺激,虫草素组在予LPS刺激后用3’-脱氧腺苷进行处理。体外培养48h后,用Elisa法测量TNF-a、IL-1b的分泌,并采用WB及逆转录PCR测量TLR4与MyD88的蛋白和m RNA表达水平。结果:与空白对照组相比,LPS组中TNF-a、IL-1b的分泌以及TLR4与MyD88的蛋白和m RNA表达水平显著上调。与LPS组相比,虫草素组中TNF-a、IL-1b的分泌以及TLR4与My D88的蛋白和m RNA表达水平显著下调。结论:3’-脱氧腺苷可以抑制脂多糖刺激所导致的小胶质细胞TNF-a、IL-1b分泌上调,TLR4/My D88信号通路参与了这一过程。