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背景与目的细胞凋亡是脑缺血再灌注损伤后神经细胞死亡的重要方式。凋亡是凋亡相关基因表达的结果,又受许多内外因素的调节。溶酶体中的组织蛋白酶B(Cathepsin B、CB)参与了细胞凋亡的起始环节,在脑缺血再灌注后神经元凋亡中发挥着重要作用。目前在大鼠脑缺血再灌注模型中有关CB介导的凋亡通路的研究较少。本研究通过检测局灶性脑缺血再灌注损伤后CB与线粒体凋亡通路中的重要启动酶Caspase-9之间的表达变化,以探讨CB在脑缺血再灌注损伤中的作用及其可能的细胞凋亡途径;并且应用CB抑制剂CA-074Me观察其对上述基因和细胞凋亡的影响及神经保护机制,从而为临床治疗脑缺血提供理论基础和治疗思路。方法将10-12周龄清洁级健康雄性145只Sprague-Dawley大鼠随机分为正常组(n=10)、假手术(n=15)、脑缺血再灌注模型组(n=60)(模型组)和CA-074Me治疗组(n=60)(干预组)。采用线栓法制备大脑中动脉闭塞(MCAO)模型,缺血2小时后恢复再灌注,干预组在脑缺血再灌注即刻用CA-074Me(0.4 mg/kg)腹腔注射,其余组于同一时间点腹腔注射等量生理盐水。Longa’s的5级标准评分法评价神经功能缺损。再灌注后分别于1h、6h、24h、48h处死动物。TTC染色测定脑梗死体积的变化;免疫组织化学和RT-PCR法分别检测脑缺血区CB及Caspase-9蛋白和mRNA表达变化;原位末端标记法检测神经细胞凋亡的变化。结果(1)模型成功率为70.1%,CA-074Me干预能显著减少大鼠神经功能缺损评分(P<0.05)。(2)正常组和假手术组均未见梗死灶,偶尔可以检测到凋亡细胞;模型组大鼠脑梗死体积及神经细胞凋亡数随再灌注后时间的延长而增加,均在48h达高峰,CA-074Me能够减轻上述损害(P<0.05)。(3)正常组和假手术组大鼠均可检测到一定数量的CB mRNA和蛋白表达;模型组CB和蛋白表达呈动态变化,于再灌注后1h开始增高,6h达高峰;CA-074Me干预组CB mRNA和蛋白表达的变化趋势与模型组相似,但数量较其明显减少(P<0.05)。(4)模型组Caspase-9 mRNA和蛋白表达变化一致,于再灌注后6h开始增高,24h达高峰;CA-074Me干预组Caspase-9 mRNA和蛋白表达均较模型组减少(P<0.05)。结论(1)大鼠脑缺血再灌注后CB表达上调,可能通过线粒体途径参与细胞凋亡。(2)CA-074Me可改善大鼠脑缺血再灌注后神经功能评分、减少脑梗死体积,具有良好的抑制神经元凋亡和神经元保护作用。