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目的:肺炎链球菌脑膜炎是儿童严重的中枢神经系统感染性疾病。居高不下的病死率和神经系统后遗症的发生率,可能与炎症反应过度激活,造成脑组织不可逆性损伤有关。脑源性神经营养因子(Brain-derived neurotrophic factor,BDNF)是神经营养素家族成员,广泛分布于中枢神经系统,可以促进神经元的存活、成熟和生长。我们前期研究发现,抗生素治疗肺炎链球菌脑膜炎后明显降低了急性期升高表达的BDNF,外源性BDNF补充治疗后,呈现显著的神经保护作用。在此基础上,本研究探讨经典炎症信号通路MyD88/NF-κB,在肺炎链球菌脑膜炎中是否参与调节BDNF的表达,而BDNF/TrkB信号激活后是否又可以对MyD88/NF-κB通路产生作用,从而初步阐明BDNF/TrkB和MyD88/NF-κB信号通路在肺炎链球菌脑膜炎中的交互作用。方法:第一部分:采用MyD88基因敲除(myd88-/-)和同窝野生(WT)小鼠,构建肺炎链球菌脑膜炎模型,造模24 h后,通过组织学染色观察脑组织病理变化,ELISA检测皮层和脾脏组织中炎症因子的表达,EMSA评估皮层中NF-κB的转录活性,real-time PCR、western blot和ELISA分别检测海马和皮层中BDNF mRNA和BDNF蛋白的表达水平,ChIP-PCR验证NF-κB在BDNF启动子区域的结合位点。第二部分:采用外源性BDNF或TrkB受体阻断剂预处理的SD大鼠,构建肺炎链球菌脑膜炎模型,造模24 h后,通过组织学染色观察脑组织病理变化,ELISA检测海马和皮层中炎症因子的表达,EMSA评估皮层中NF-κB的转录活性,western blot分别检测海马和皮层中TrkB、MyD88和PI3K/AKT通路的活性。第三部分:采用Wister幼龄大鼠,构建肺炎链球菌脑膜炎模型后,腹腔注射给予TrkB激动剂7,8-DHF或安慰剂DMSO辅佐抗生素治疗,通过尼氏染色评估两种脑膜炎脑损伤形式,通过脑干听力诱发电位评估耳蜗神经元的功能。结果:第一部分:肺炎链球菌脑膜炎感染24 h后,myd88-/-脑膜炎组小鼠临床表现、神经元损伤和海马凋亡均较WT脑膜炎组小鼠更加严重。WT脑膜炎组小鼠大脑皮层和脾脏组织中炎症因子表达明显升高,而MyD88基因缺陷明显减弱了炎症因子的表达。同时,脑膜炎急性期时升高表达的BDNF,在myd88-/-小鼠中明显降低。脑膜炎感染24 h后,WT脑膜炎组小鼠大脑皮层中NF-κB的转录活性明显升高,而myd88-/-脑膜炎组小鼠明显减弱了NF-κB的转录活性。我们还发现了在BDNF启动子区域存在NF-κB的结合位点。第二部分:给予外源性BDNF预处理的大鼠可以明显减轻肺炎链球菌脑膜炎后临床症状、病理损伤和海马凋亡,同时可以减少趋炎因子和升高抗炎因子的表达。BDNF预处理后明显增加了TrkB受体的表达,抑制了MyD88/NF-κB信号通路,激活了PI3K/AKT信号通路。反之,给予TrkB受体阻断剂后,完全消除了BDNF上述抗炎和抗凋亡的能力。第三部分:TrkB受体激动剂7,8-DHF辅佐抗生素治疗肺炎链球菌脑膜炎后可以明显减轻大脑皮层坏死,减少海马神经元凋亡,并能改善脑膜炎后听力损伤。结论:(1)肺炎链球菌脑膜炎时,MyD88/NF-κB信号通路的活性不仅对先天免疫反应的形成至关重要,同时对BDNF的表达也起关键性作用。(2)BDNF/TrkB信号激活后可以减轻肺炎链球菌脑膜炎脑损伤严重程度,降低脑组织局部炎症反应,减少脑膜炎相关的海马神经元凋亡,并且可能通过调节MyD88/NF-κB及PI3K/AKT信号通路发挥抗炎、抗凋亡作用。(3)本研究揭示了BDNF/TrkB与MyD88/NF-κB通路在肺炎链球菌脑膜炎中的交互作用,为研究BDNF/TrkB在免疫系统的作用和MyD88/NF-κB通路在神经系统的作用奠定了扎实的基础,具有深远的科学意义。(4)7,8-DHF作为TrkB受体的小分子激动剂,有望解决外源性BDNF的临床应用难题,具有广阔的应用前景。