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急性脑梗死可造成不同程度的神经功能障碍,不仅影响患者生存质量,严重者还可危及生命。对比缺血预处理在临床中的不可操作性,众多非缺血预处理方法则凸显出更为实际的研究价值。在缺血再灌注损伤的发生过程中,氧自由基和Janus激酶信号转导及转录激活因子(Janus kinase-signal transducer and activator of transcription, JAK-STAT)信号通路发挥了重要作用。在本实验室以往的研究中发现:高压氧预处理对大鼠脑,异氟醚预处理对兔脊髓的保护作用都与氧自由基(OFR)释放有关,通过上调内源性抗氧化途径减少缺血时活性氧(ROS)产生和OFR的释放来发挥作用;高压氧、电针预处理能够下调缺血侧脑皮质及海马的STAT3磷酸化水平,降低STAT3的活性;此外,在高压氧预处理的研究中发现缺血再灌注后ROS的减少能够降低STAT3磷酸化的水平。因此我们推测ROS和JAK-STAT通路不仅参与了脑缺血再灌注损伤并且在多种非缺血预处理的过程中也发挥作用,但两者的相互关系及其具体机制如何尚未探明。七氟烷作为一类新型吸入麻醉剂,已被广泛应用,有研究证实其具有脑保护作用。本实验采用大鼠大脑中动脉阻闭(MCAO)模型,利用氧自由基清除剂二甲基硫脲(DMTU)和JAK2抑制剂AG490探讨ROS和JAK-STAT在缺血再灌注病理生理过程中的相互关系及其在七氟烷预处理诱导脑保护的机制中发挥的作用。第一部分DMTU和AG490联合应用对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的作用目的1.研究联用DMTU和AG490对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的保护作用2.探讨DMTU和AG490联合应用诱导脑保护的剂量-效应关系方法1.DMTU和AG490联合应用对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的作用60只雄性SD大鼠,随机分为对照组(CON)、二甲基亚砜组(DMSO)、AG490组、生理盐水组(NS)、二甲基硫脲组(DMTU)和AG490联合DMTU组(A+D),每组10只。所有大鼠用右侧颈内动脉尼龙线线栓法制作MCAO模型。于再灌注24h、48h和72h进行神经行为学评分(neurologic behavior scores, NBS), 72h后处死动物测量脑梗死容积百分比。2.DMTU和AG490联合应用对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤保护作用的剂量-效应关系40只雄性SD大鼠随机分为对照组、高剂量联合组、中等剂量联合组和低剂量联合组,于再灌注24h、48h和72h进行NBS, 72h后处死动物测量脑梗死容积百分比。结果1.DMTU和AG490联合应用对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的作用A+D组、AG490组和DMTU组于再灌注后24h、48h和72h神经行为学评分明显高于对照组,脑梗死容积明显低于对照组,其中A+D组脑梗死容积与AG490组和DMTU组相比明显减低。2. DMTU和AG490联合应用对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤保护作用的剂量-效应关系高、中剂量联合组NBS评分明显优于低剂量联合组和对照组,其脑梗死容积明显小于后两组,其中高剂量联合组脑梗死容积与中剂量组相比亦较小,而低剂量组与对照组之间没有统计学差异。第二部分ROS和JAK-STAT在七氟烷预处理诱导脑保护机制中的研究目的1.研究七氟烷预处理诱导脑缺血耐受的剂量-效应关系2.探讨ROS在七氟烷预处理中的作用3.探讨JAK-STAT在七氟烷预处理中的作用方法1.七氟烷预处理诱导脑缺血耐受的剂量效应关系40只雄性SD大鼠,随机分为4组:对照组,1%组,2%组和4%组。每组10只。对照组大鼠每天吸100%氧1h,连续5d。1%组,2%组和4%组大鼠分别接受浓度为1%,2%和4%的七氟烷预处理,每天1h,连续5d。末次预处理结束后24h,制作MCAO模型,再灌注24h、48h和72h进行NBS, 72h测量脑梗死容积百分比。2.ROS在七氟烷预处理中的作用40只雄性SD大鼠随机分成4组:O2+NS组;SEV+NS组;O2+DMTU组和SEV+DMTU组。于每次预处理前1h给与腹腔注射DMTU或NS,连续5d重复预处理后行MCAO。再灌注的24h、48h和72h行NBS评分,72h测定梗死容积百分比。3.JAK-STAT在七氟烷预处理中的作用40只雄性SD大鼠随机分成4组:O2+DMSO组;SEV+DMSO组;O2+AG490组和SEV+AG490组。连续5d重复预处理后行MCAO,MCAO前20分钟侧脑室注射AG490或DMSO。再灌注的24h、48h和72h行NBS评分,72h测定梗死容积百分比。结果1.七氟烷预处理诱导脑缺血耐受的剂量效应关系2%组和4%组在各个时间点NBS评分明显优于对照组和1%组,4%组亦优于2%组,1%组与对照组之间无统计差别。再灌注72h后,2%组和4%组梗死容积明显小于对照组和1%组,且4%组小于2%组,1%组与对照组之间无显著性差异。2. ROS在七氟烷预处理中的作用SEV+NS组在各个时间点NBS评分优于O2+NS组,O2+DMTU组以及SEV+DMTU组,而O2+NS组,O2+DMTU组和SEV+DMTU组三组之间无显著差异。再灌注72h后,SEV+NS组脑梗死容积明显小于O2+NS组,O2+DMTU组和SEV+DMTU组,后三组之间无显著差异。3、JAK-STAT在七氟烷预处理中的作用SEV+DMSO组,O2+AG490组和SEV+AG490组在各个时间点的NBS评分均优于O2+DMSO组,但三组之间无统计学差异。再灌注72h后,SEV+DMSO组,O2+AG490组和SEV+AG490组梗死容积百分比均小于O2+DMSO组,前三组之间亦无统计学差异。结论1. ROS和JAK-STAT通路均参与脑缺血再灌注损伤的病理生理过程, DMTU和AG490有明显的协同脑保护作用。2.七氟烷预处理能够诱导脑保护效应,且具有剂量依赖性。3.七氟烷预处理诱导的脑保护机制与ROS释放有关。4.七氟烷预处理诱导的脑保护机制可能与JAK-STAT通路活性下调有关。