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目的：通过动物实验证实黄芪具有抗脑缺血损伤以及增强脑预缺血(cerebral ischemic preconditioning，CIP)脑保护效果、促进脑缺血耐受形成的作用，并从调控凋亡相关基因Bax、bcl-2蛋白表达，抑制细胞凋亡，以及调节星型胶质细胞(astrocyte，AST)活化状态等角度，初步探讨其作用机制，进一步为临床使用黄芪预防和治疗脑缺血性疾病提供实验依据。
方法:
第一部
分黄芪抗脑缺血及CIP脑保护作用的实验研究将96只昆明小鼠随机分为假手术组、缺血损伤组、BIT模型组和黄芪预防组，每组n=24。黄芪预防组腹腔注射黄芪注射液3.3ml/kg，1次/日，连续3d；假手术组、缺血损伤组和BIT模型组腹腔注射等量生理盐水。初次给药1h后，BIT模型组夹闭双侧颈总动脉6min作为预缺血，然后恢复灌流；其余各组只暴露双颈总动脉不阻断血流。末次给药1h后，缺血损伤组、BIT模型组和黄芪预防组均阻断双侧颈总动脉血流20min，然后恢复灌流；假手术组只暴露颈总动脉不阻断血流。术后24h从各组随机选取12只小鼠断头剥取全脑，多聚甲醛固定，石蜡切片，免疫组化检测海马Bax、bcl-2蛋白表达。其余小鼠于术后7d全部处死，剥取全脑，冠状切取视交叉后1至4mm脑片，多聚甲醛固定，石蜡切片，HE染色，光镜下观察海马CAl区组织学分级和神经元密度(neuronal density，ND)，并进行GFAP免疫组化和TUNEL细胞凋亡检测。
第二部
分黄芪协同CIP增强脑缺血耐受的实验研究将120只昆明小鼠随机分为假手术组、缺血损伤组、BIT模型组、黄芪预防组和黄芪干预组，每组n=24。黄芪预防组和黄芪干预组腹腔注射黄芪注射液，每次3.3ml/kg，1次/日，连续3d；假手术组、缺血损伤组和BIT模型组腹腔注射等量生理盐水。初次给药1h后，BIT模型组和黄芪干预组夹闭双侧颈总动脉6min作为预缺血，然后恢复灌流；其余各组只暴露双侧颈总动脉不阻断血流。末次给药1h后，缺血损伤组、BIT模型组、黄芪预防组和黄芪干预组均阻断双侧颈总动脉血流40min，然后恢复灌流；假手术组只暴露颈总动脉不阻断血流。术后24h从各组随机选取12只小鼠断头剥取全脑，多聚甲醛固定，石蜡切片，免疫组化检测海马Bax、bcl-2蛋白表达。其余小鼠于术后7d全部处死，剥取全脑，冠状切取视交叉后1至4mm脑片，多聚甲醛固定，石蜡切片，HE染色，光镜下观察海马CA1区组织学分级和神经元密度(neuronal density,ND)，并进行GFAP免疫组化和TUNEL细胞凋亡检测。
结果:
第一部分黄芪抗脑缺血及CIP脑保护作用的实验研究。
1.术后7d海马CA1区组织病理学改变光镜观察发现，假手术组海马CA1区无明显组织学损伤，组织学分级多为0级或1级。缺血损伤组海马CA1区损伤明显，主要表现为锥体细胞缺失较多，残存的锥体细胞排列紊乱，多数锥体细胞体积缩小，胞核固缩，染色较深，组织学分级多为2级或3级，与假手术组相比有显著性差异(P<0.05)。BIT模型组和黄芪预防组海马CA1区组织学损伤轻微，偶有散在的神经元缺失，胞核固缩，组织学分级多为1级或0级，与缺血损伤组相比差异显著(P<0.05)。
通过计算海马CA1区神经元密度得知，假手术组(ND=216±18 n/mm)、BIT模型组(ND=154±19 n/mm)和黄芪预防组(ND=160±18 n/mm)神经元密度均明显高于缺血损伤组(ND=74±7 n/mm，P<0.01)。
2.术后7d海马CAl区GFAP表达的变化光镜观察发现，假手术组海马CA1区GFAP表达阴性或仅见少量表达。与假手术组相比，缺血损伤组海马CA1区GFAP呈弱阳性表达，表现为星形胶质细胞胞体瘦小且数目较少，染色较浅。与缺血组相比，BIT模型组和黄芪预防组海马CA1区GFAP活化的星形胶质细胞数目明显增多，胞体肥大，突起明显增多增长，多呈中等阳性或强阳性表达。
3.术后24h海马CA1区Bax和bcl-2蛋白表达变化假手术组Bax蛋白多见阴性或微弱表达，bcl-2未见明显表达。与假手术组相比，缺血损伤组Bax表达明显增多，呈中等阳性(P<0.01)；bcl-2表达可见有增多趋势，多呈弱阳性表达(P>0.05)。与缺血损伤组相比，BIT模型组和黄芪预防组Bax表达明显减少，呈弱阳性表达，(P<0.05)；bcl-2表达明显增多，呈强阳性表达(P<0.05)。
4.术后7d海马CA1区TUNEL标记凋亡细胞的变化假手术组未见或偶见标记的阳性细胞。与假手术组相比，缺血损伤组可见TUNEL标记的阳性细胞数目明显增多，胞核被染成棕黄色，细胞间隙增大，排列不规则。与缺血组相比，BIT模型组和黄芪预防组阳性细胞数目的表达明显减少。
第二部分黄芪协同CIP增强脑缺血耐受的实验研究。
1.术后7d海马CAl区组织病理学改变假手术组海马CA1区无明显组织学损伤，组织学分级多为0级或1级，神经元密度ND=216±18 n/mm。缺血损伤组海马CA1区损伤明显，组织学分级多为2级或3级，神经元密度为ND=59±9 n/mm，与假手术组相比有显著性差异(P<0.01)。BIT模型组和黄芪预防组海马CA1区损伤明显，组织学分级多为2级或3级，ND=59±13 n/mm和ND=62±13 n/mm，二者之间无显著性差异(P>0.05)；与假手术组相比，有显著性差异(P<0.05)；与缺血损伤组相比无显著性差异(P>0.05)。黄芪干预组海马CA1区组织学分级多为1级或2级，明显低于缺血损伤组(P<0.01)、BIT模型组(P<0.05)和黄芪预防组(P<0.05)，又明显高于假手术组(P<0.05)；神经元密度(ND=114±2 n/mm)明显高于缺血损伤组(P<0.01)、BIT模型组(P<0.05)和黄芪预防组(P<0.05)，又明显低于假手术组(P<0.05)。
2.术后7d海马CAl区GFAP表达的变化光镜观察发现，假手术组海马CA1区GFAP表达为阴性或仅见少量表达。与假手术组相比，缺血损伤组、BIT模型组和黄芪预防组海马CA1区GFAP呈弱阳性表达或中等阳性表达，三者之间无明显差异。黄芪干预组海马CA1区GFAP表达多呈强阳性表达，与缺血损伤组、BIT模型组和黄芪预防组相比有明显差异。
3.术后24d海马CAl区Bax和bcl-2蛋白表达变化与假手术组相比，缺血损伤组、BIT模型组和黄芪预防组Bax表达明显增多，多呈强阳性；bcl-2表达亦明显增多，多为弱阳性或中等阳性，有统计学意义(P<0.05)；但三者之间无显著性差异(P>0.05)。与缺血损伤组、BIT模型组和黄芪预防组相比，黄芪干预组Bax表达明显减少，多为弱阳性或中等阳性(P<0.05)；bcl-2表达明显增多，多为中等阳性或强阳性(P<0.05)。
4.术后7d海马CA1区TUNEL标记凋亡细胞的变化与假手术组相比，缺血损伤组、BIT模型组和黄芪预防组可见TUNEL标记的阳性细胞数目明显增多，胞核可见大量棕褐色标记物，可见到大量的胞核固缩，但三者之间无明显差异。与缺血损伤组、BIT模型组和黄芪预防组相比，黄芪干预组可见阳性细胞数目的表达明显减少，但较假手术组表达明显增多。
结论:
1. 通过夹闭双颈总动脉导致小鼠前脑缺血20min，可引起明显的海马组织损伤，脑缺血40min可使海马组织损伤有加重趋势，而黄芪对脑缺血引起的小鼠海马组织损伤具有明显的保护作用。
2. 黄芪能够明显增强海马CA1区bcl-2蛋白表达，降低Bax蛋白表达，上调bcl-2/Bax比例，从而抑制细胞凋亡，减轻脑缺血引起的海马神经元损伤；同时，黄芪能够明显上调缺血脑组织GFAP表达，增强星形胶质细胞的活化状态，从而起到保护神经元的作用。这些可能是本方抗脑缺血损伤的部分机制。
3.以6min脑缺血作为预处理(CIP)，可对间隔2d后20min脑缺血引起的海马神经元损伤产生一定的保护作用。但是，6min CIP的脑保护作用是有限的，对后续40min脑缺血引起的海马神经元损伤几乎不产生保护，而黄芪能够对CIP产生良性干预效应，增强其脑保护作用，促进脑缺血耐受形成。
4.在CIP诱导BIT形成过程中，通过黄芪的干预，能够使海马CA1区bcl-2表达进一步增多，Bax表达进一步减少，抑制细胞凋亡；同时，使缺血脑组织GFAP表达和星形胶质细胞活化状态进一步增强。这可能是黄芪提高CIP脑保护效果，增强脑缺血耐受的重要机制之一。