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研究背景：兴奋性氨基酸、钙超载、缺血氧自由基损伤和炎症被认为是介导缺血损害的四个重要的病理生理机制,参与这些病理生理过程的各种因子是缺血后多种基因表达／调控的结果,研究脑缺血后基因表达谱的改变,有助于加深对脑血管病病理生理机制的认识、指导预防和治疗。本课题将对脑缺血急性期的基因表达谱的改变进行研究。目的：研究大鼠急性脑缺血后基因表达谱的动态变化。方法：雄性SD大鼠30只,随机分为假手术对照组、缺血1h组、3h组、6h组和24h组,每组各6只；运用远端大脑中动脉阻塞方法(distal Middle Cerebral Artery Oclussion, dMCAO)建立脑缺血模型,应用Agilent基因芯片分别检测假手术对照组、缺血后1h、3h、6h、24h的脑缺血半暗带区、梗死核心区的脑组织中表达的基因。应用Gene Spring软件对缺血组和假手术对照组的芯片信号值进行两两t检验并计算两组信号值均值的差异倍数(Fold Change, FC),得出p值及差异倍数绝对值(Fold Change Absolute,FCA), p值小于0.05,FCA大于2为差异基因,其中FC正值代表差异基因上调表达,FC负值代表基因下调表达；再对差异基因进行功能分析和注释。结果：随着缺血时间延长,差异表达的基因数量逐渐增多,编码炎症因子、趋化因子和转录调控因子的差异基因在缺血开始后即被激活转录,与适应性免疫反应密切相关的主要组织相容性复合体(main histocompatability complex,MHC)基因在缺血1h后半暗带区下调表达,随着缺血时间的延长,与MHC相关基因上调表达逐渐增多。经过GO (Gene Ontology)功能注释对差异基因功能进行分类,发现缺血1h半暗带区与缺血3h、6h、24h半暗带区差异基因功能分类差异明显,而缺血1h核心区与缺血3h、6h、24h半暗带区差异基因功能分类相似。经过pathway功能注释后我们发现缺血后与炎症相关的通道中大量的基因上调表达,我们观察了缺血1h、3h、6h和24h半暗带区差异基因的凋亡通道和包含主要组织相容性抗原复合物的抗原处理与提呈通道,发现在凋亡通道中,缺血6h前凋亡因子及受体、凋亡抑制因子上调表达,凋亡关键酶Casp家族成员缺血6h前极少表达,缺血6h以后凋亡关键酶Casp家族成员纷纷上调表达,凋亡抑制因子上调表达的程度较前减弱,而上调表达的凋亡因子或受体减少。抗原处理与提呈通道中编码MHC的基因缺血1h下调表达,缺血3h半暗带区MHC基因没有差异表达,缺血6h半暗带区MHC基因部分上调表达,缺血24h半暗带区MHC基因全部上调表达。结论：缺血时间对基因表达谱的影响比空间因素对基因表达谱的影响更明显,随着缺血时间延长更多基因差异表达。缺血后炎症相关基因大量上调表达,缺血半暗带区脑组织在缺血6h前更倾向于凋亡抑制,缺血6h后更倾向于促进凋亡。急性脑缺血后固有免疫先激活,之后固有免疫持续激活；适应性免疫早期被抑制后期被激活。基因表达谱的研究可以为我们提供一个感兴趣的研究点,对所取得的海量数据的分析将有助于加深对脑缺血的病理生理的认识,对基因动态变化的分析、GO功能注释和pathway功能注释有助于找出脑缺血的关键生物学机制,为下一步更深入的研究奠定基础。