探讨磷酸化糖原合酶激酶3β(phosphorylated glycogen synthase kinase 3β，pGSK3β)和磷酸化信号转导及转录激活蛋白3(phosphorylated signal transducer and activator of transcription 3, pSTAT3)在缺氧预处理保护大鼠缺血性脑损伤中的作用。
将60只SD大鼠随机分为假手术组、脑缺血组和缺氧预处理组，每组20只。采用改良线栓法建立大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion, MCAO)模型，缺氧预处理组大鼠在制备MCAO模型前置于模拟海拔5 000 m的低压氧舱中(压力：0.53×105 Pa；氧分压：81 mmHg，1 mmHg＝0.133 kPa)，每天3 h，连续5 d。在MCAO模型制作后24 h对大鼠进行神经行为学评分(n＝6)和脑梗死体积测定(n＝6)，应用免疫组化染色法检测缺血皮质神经元核抗原(neuronal nuclei, NeuN)和pGSK3β(Ser9)表达(n＝7)，应用蛋白质印迹法检测缺血皮质pGSK3β(Ser9)和pSTAT3(Tyr705)表达(n＝7)。
缺氧预处理组神经功能缺损评分[(1.833±0.408)分对(2.667±0.516)分；t＝3.101，P＝0.011]和脑梗死体积[(18.137±0.801)%对(24.125±0.694)%；t＝13.840，P<0.001]均显著低于和小于脑缺血组。免疫组化染色显示，脑缺血组和缺氧预处理组NeuN阳性细胞数量均显著少于假手术组[(48.000±1.414)个/高倍视野、(124.833±3.061)个/高倍视野和(213.500±2.429)个/高倍视野，F＝7 150.550，P<0.001]，缺氧预处理组显著多于缺血组(P<0.001)；脑缺血组和缺氧预处理组pSTAT3阳性细胞数量均显著多于假手术组[(57.667±1.366)个/高倍视野、(29.167±1.941)个/高倍视野和(3.500±1.049)个/高倍视野，F＝1 962.649，P<0.001]，缺氧预处理组显著少于缺血组(P<0.001)。蛋白质印迹分析显示，脑缺血组和缺氧预处理组缺血皮质pGSK3β和pSTAT3表达水平显著高于假手术组[pGSK3β：(2.336±0.102)、(0.876±0.196)和(0.440±0.012)，F＝1 610.826，P< 0.001；pSTAT3：(8.368±0.230)、(4.883±0.123)和(0.595±0.138)，F＝4 018.051，P< 0.001]，缺氧预处理组显著低于缺血组(P均<0.001)。
缺氧预处理对缺血性脑损伤大鼠具有神经保护作用，可能与下调pGSK3β和pSTAT3表达有关。
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缺血性卒中是一种发病率和死亡率均很高的神经系统疾病，在世界范围内已成为主要死亡原因，其临床表现主要包括偏瘫、失语及认知功能障碍等[1]。缺血缺氧可引发一系列病理生理学反应，包括谷氨酸兴奋性毒性、氧化应激和炎性反应，进而导致神经细胞凋亡和坏死[2]。目前缺血性卒中最有效的治疗方法为溶栓治疗，但由于治疗时间窗狭窄、禁忌证较多以及存在再出血风险等因素，其临床应用受到很大限制。因此，寻找有效的神经保护机制改善神经功能已成为当今缺血性卒中研究的热点，尤其是脑组织的内源性保护策略。大量研究表明，脑缺氧预处理可产生强有力的内源性神经保护作用，其机制相当复杂，涉及神经化学成分、分子神经生物学等诸多方面的变化[3]。糖原合酶激酶3(glycogen synthase kinase 3, GSK3)β是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，作为蛋白激酶B(Akt)下游的重要蛋白，在脑缺血中发挥促凋亡作用[4,5,6]。Tyagarajan等[7]在缺血性脑损伤后使用GSK3β抑制剂锂治疗能缩小脑梗死体积和减轻神经功能缺损。王正远和韩江全[8]对缺血性脑损伤大鼠进行的研究显示，脑缺血后脑缺血区凋亡细胞增多，作为经典Wnt信号通路的Wnt3a和β-连环蛋白表达下调，而Wnt信号通路抑制剂pGSK3β表达上调；而在给予治疗剂量的丹酚酸A后，Wnt3a和β-连环蛋白表达上调，GSK3β表达下调，其抗凋亡能力和神经保护作用增强。信号转导及转录激活蛋白3(signal transducer and activator of transcription 3, STAT3)可通过介导多种细胞因子参与相关细胞的活化、增殖和凋亡，是近年来细胞因子在该领域研究的热点[9]。1996年，Planas等[10]首次报道，大鼠短暂性脑缺血4 d后，缺血区活化的小胶质细胞反应强烈，并表达大量STAT3，同侧皮质和纹状体内的STAT3表达亦大幅增加。在本实验中，通过建立大鼠大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion, MCAO)模型，观察缺氧预处理对神经元核抗原(neuronal nuclei, NeuN)、pGSK3β、pSTAT3表达水平以及脑梗死体积和神经功能缺损程度的影响，探讨pGSK3β和pSTAT3在缺氧预处理后MCAO中的作用，为今后脑梗死的治疗提供新的参考策略。
