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微栓子是临床常见一个病理现象，其数量远远超出人们的想象。微栓子的大小直接影响着栓塞的预后，通常直径较大的栓子可以阻塞脑动脉导致脑卒中或短暂性脑缺血发作(TIA)，较小的微栓子造成微小的局灶缺血或梗死灶。理论上微栓子的体积越小，微梗死发生的几率就越低，当微栓子的直径小于一定阈值时，可不造成局灶缺血或梗死灶，但微栓子与认知功能障碍的相关性越来越受到关注。在缺血性脑卒中、阿尔茨海默病（AD）、血管性痴呆（VaD）以及许多血管外科手术后发生的认知障碍中，微栓子被认为是十分重要的病因。因此，探索脑梗死阈值下脑动脉微栓子导致神经损伤的病理生理机制，有重要的价值。
由于方法学的原因，目前极大多数相关实验都是采用直径大于50mm的微栓子，多发性微梗死是其最经典的神经病理学结果。我们制备了直径25～50μm的同种大鼠全血凝块微栓子，建立脑梗死阈值下微栓子诱发的大鼠脑损伤模型，探讨特定大小和数量的微栓子对脑的损伤方式，并从炎症反应的视角探讨微栓子导致神经损害的神经病理学、生化改变特征和可能的发病机制。
本课题分为两个部分：
第一部分：
目的：建立脑梗死阈值下脑动脉微栓子诱发的脑损伤大鼠模型。探讨脑动脉微栓子的神经损伤机制。
方法：SD大鼠随机分为微栓子组和假手术组。采用同种异体SD大鼠左心室全血凝块，37℃凝固24 h后切割研磨成微粒，通过筛网滤筛，获取大小为25～50μm的微栓子，制备成100个微栓子/300 μL生理盐水的混悬液备用。分别经左侧颈内动脉缓慢注入300μL微栓子混悬液或等量的生理盐水，建立微栓子诱发的大鼠脑神经损伤模型和假手术模型。手术后进行Zea-Longa神经功能评分。在损伤后不同时间点（3天和7天）处死大鼠，TTC染色以及HE染色观察有无缺血梗死灶。TUNEL染色和Caspase-3蛋白免疫组化染色定量分析神经元凋亡的变化。所有数据采用2×2析因设计的方差分析，微栓子处理和时间为分析因素。
结果：所有微栓子组的和假手术组大鼠均未出现神经功能明显缺损。TTC染色和HE染色证实微栓子组的和假手术组在左侧MCA分布的皮质区域内均未发现明显的缺血梗塞病灶。光镜下，TUNEL染色以及Caspase-3蛋白免疫组化染色显示在假手术组中仅见零星的凋亡细胞，而微栓子组内凋亡细胞增多。定量分析表明，微栓子组的TUNEL阳性细胞数明显增多，Caspase-3免疫组化指数明显升高(P<0.001)，这种差异随时间延长而更加显著，微栓子7天组大于微栓子3天组(P<0.001)。微栓子处理和时间因素之间存在协同效应，统计学有显著性意义（P<0.001）。
结论：直径25～50μm的全血凝块微栓子以100个/300 μL的浓度缓慢注入到大鼠颈内动脉，并不一定造成脑缺血梗死灶，但可以导致神经元凋亡。
第二部分：
目的：探讨炎症反应在脑动脉微栓子导致的大脑神经元损伤机制中的作用。
方法：SD大鼠随机分为微栓子组和假手术组。采用课题第一部分手术方法建立微栓子诱发的脑损伤大鼠模型和假手术模型。在损伤后不同时间点（3天和7天）处死大鼠。CD-11b蛋白和GFAP蛋白免疫组化染色检测小胶质细胞和星形胶质细胞的增生活化，定量分析免疫组化指数。分别取材皮质、海马和纹状体，ELISA检测TNF-α的表达，Western blot检测NF-kB的表达。CD11b和GFAP免疫组化指数采用2×2析因设计的方差分析进行统计，微栓子处理和时间为分析因素。TNF-α和NF-kB的表达采用多因素方差分析统计，微栓子处理、时间和脑的不同部位为分析因素。
结果：光镜下，假手术组的脑组织中仅见零星的CD11b和GFAP阳性表达细胞，而微栓子组内则明显增多。定量分析表明，微栓子组的CD11b和GFAP免疫组化指数明显升高(P<0.001)，这种变化随时间延长而更加显著，微栓子7天组>微栓子3天组(P<0.001)；微栓子处理和时间因素之间存在协同效应，统计学有显著性意义（P<0.001）。微栓子组的TNF-α和NF-kB表达明显增加(P<0.001)，这种变化在3天组比7天组更明显(P<0.001)；皮质、海马和纹状体分组两两比较，表达有显著差异(P<0.001)，在微栓子3天组，表达最明显的是海马组织，其次是大脑皮质，再次是纹状体，微栓子7天组，皮质的TNF-α表达恢复最明显，海马、纹状体部位恢复较慢；微栓子处理和时间之间存在协同作用，统计学有显著性意义(P<0.001)。
结论：小胶质细胞的增生、星形胶质细胞的活化以及TNF-α和NF-kB的参与在脑动脉微栓子导致的神经元凋亡的发病机制中起重要作用。