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目的:证实小肠缺血再灌注(ischemia reperfusion,I/R)所致脑损伤发病机制中小胶质细胞TLR4/My D88信号通路的作用;探讨褪黑素能否通过抑制小胶质细胞TLR4/MyD88信号通路,发挥抗炎症、抗氧化及抗凋亡作用,继而对肠缺血再灌注所致脑损伤发挥脑保护作用。方法:选取SD大鼠100只随机分成:假手术(Sham)组、小肠缺血再灌注(I/R)组、低剂量褪黑素(LMT)组、高剂量褪黑素(HMT)组以及溶媒(Veh)组。夹闭肠系膜上动脉90 min,再灌注2天,建立肠缺血再灌注模型。通过水迷宫实验观察各组大鼠认知功能改变,利用H&E染色了解脑皮质及海马神经细胞的形态学改变,TUNEL法检测各组大鼠额叶皮层及海马CA1区细胞凋亡情况,利用ELISA试验检测TNF-α、IL-6和IL-1β的水平,通过生化法检测MDA、SOD以及ROS的活性,Western blot测定TLR4、MyD88、Cleaved Caspase-3、和NF-κB蛋白表达,利用多重免疫荧光染色等方法观察小胶质细胞活性及TLR4、MyD88表达。实验数据采用SPSS 17.0统计软件进行统计学分析,多样本均数多重比较采用单因素方差分析,P<0.05为差异有统计学意义。结果:1.与Sham组相比,I/R组大鼠认知功能明显受损,额叶皮质及海马神经元损伤严重(P<0.01),与I/R组比较,LMT组和HMT组认知功能及神经元损伤减轻,尤其HMT组减轻更明显(P<0.05或P<0.01),Veh组损伤结果与I/R组无明显差异(P>0.05),其中各组大鼠额叶皮质的正常神经细胞数目分别为:Sham组为(518±72)/mm~2,I/R组为(210±25)/mm~2,LMT组为(307±43)/mm~2,HMT组为(452±48)/mm~2,Veh组为(237±45)/mm~2;各组大鼠海马的正常神经细胞数目依次为:Sham组为(308±37)/mm~2,I/R组为(162±12)/mm~2,LMT组为(203±24)/mm~2,HMT组为(275±28)/mm~2,Veh组为(150±10)/mm~2;2.TUNEL染色法检测结果显示Sham组大鼠额叶皮质及海马CA1区细胞凋亡程度较轻,其他各组细胞凋亡明显(P<0.01),与I/R组比较,LMT组和HMT组细胞凋亡比例下降(P<0.05或P<0.01),其中各组额叶皮质凋亡率分别为:Sham组为(5±1)%,I/R组为(86±10)%,LMT组为(63±5)%,HMT组为(54±4)%,Veh组为(88±9)%;各组大鼠海马CA1区的凋亡阳性细胞比率依次为:Sham组为(5±1)%,I/R组为(90±7)%,LMT组为(58±10)%,HMT组为(38±9)%,Veh组为(87±11)%;3.各组大鼠相应脑区的炎症因子检测结果显示,相较于Sham组,I/R组大鼠的TNF-α、IL-6和IL-1β的含量明显升高(P<0.05或P<0.01),相较于I/R组,HMT组的上述炎症因子含量明显降低(P<0.05),三种所测炎症因子变化趋势相同;4.与Sham组相比,I/R、LMT、Veh组大鼠相应脑区的MDA和ROS水平明显升高,SOD活性明显降低(P<0.05或P<0.01),与I/R组相比,HMT组的MDA和ROS水平明显降低,SOD活性明显升高(P<0.05);5.与Sham组相比,其余各组大鼠相应脑区的TLR4、MyD88、Cleaved Caspase-3、和NF-κB表达升高(P<0.05或P<0.01),与I/R组相比,LMT组和HMT组的上述各蛋白表达降低(P<0.05或P<0.01);6.荧光结果显示,TLR4和MyD88的变化趋势与小胶质细胞定位及活性变化一致,NF-κB的表达与神经元定位及活性变化一致。结论:1.小胶质细胞的TLR4/MyD88信号通路参与了肠缺血再灌注所致脑损伤;2.褪黑素能够通过抑制小胶质细胞TLR4/MyD88信号通路,发挥抗炎症、抗氧化及抗凋亡作用,从而对肠I/R所致脑损伤起到防治作用。