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背景和目的：蛛网膜下腔出血(Subarachnoid hemorrhage，SAH)是一类临床常见的脑血管危急重症，具有死亡率高、致残率高、发病多见于中青年的特点，严重威胁人类健康和生命。在罹患动脉瘤破裂蛛网膜下腔出血的病人中，早期脑损伤(early brain injury,EBI)是最常见的致残、致死原因。因此，处理幸存的蛛网膜下腔出血的病人时早期脑损伤的治疗成为最主要的目标。然而，SAH后早期脑损伤的确切的分子机制尚不明确，这阻碍了研发治疗早期脑损伤典型病例的有效方案。早期脑损伤的机制可能包括：颅内压（intracranial pressure ICP）增高，脑血流量（cerebral blood flow CBF）减少，脑灌注压（cerebral perfusion pressure CPP）降低，脑缺氧和神经细胞死亡，其中血脑屏障（blood-brain barrier BBB）破裂和脑水肿在早期脑损伤的发病机制中起到了重要的作用。最近，已经证明在血脑屏障破坏及脑水肿的病理生理过程中缺氧诱导因子1α（hypoxia-inducible factor-1α HIF-1α）、水通道蛋白4（aquaporin-4AQP-4）及基质金属蛋白酶9（matrix metalloproteinase-9MMP-9）是不可或缺的部分，而且成为在实验性脑外伤模型中潜在的药物靶点候选者。同时，有学者已经在蛛网膜下腔出血模型中对这些蛋白进行了研究。例如：Tait等2010年研究了在鼠蛛网膜下腔出血模型中AQP-4在脑水肿起的作用，而且发现蛛网膜下腔出血后AQP-4缺失的小鼠表现出脑水肿增加，可能的机制是AQP-4缺失导致脑水肿时脑组织中液体清除减少。另一项先前关于MMP-9和SAH的研究报道称MMP-9通过促进脑水肿形成，使蛛网膜下腔出血后早期脑损伤的发展加重。但是HIF-1α、AQP-4及MMP-9在大鼠蛛网膜下腔出血后EBI中的关系迄今为止尚未研究，SAH后脑水肿和血脑屏障破坏的潜在信号通路仍不清楚。本实验的目的：1.检测大鼠蛛网膜下腔出血后早期脑损伤中HIF-1α、AQP-4及MMP-9的表达变化，观察它们对血脑屏障破坏和脑水肿影响。2.探讨大鼠蛛网膜下腔出血后早期脑损伤中HIF-1α、AQP-4及MMP-9的作用机制。3.研究米诺环素、二甲基雌二醇（2-methoxyestradiol2ME2）在大鼠蛛网膜下腔出血后早期脑损伤中是否存在神经保护作用。方法：1.分组及模型制作：将90只雄性SD大鼠随机分成为对照组（n=18），SAH组（n=18）和AQP-4抗体治疗组（n=18），米诺环素治疗组（n=18），2ME2治疗组（n=18）,应用视交叉前池一次注血法制成SAH后EBI模型。2.药物干预及标本的留取：在SAH后2小时和24小时给AQP-4抗体治疗组静脉注射AQP-4抗体，每次剂量1μg/kg；米诺环素治疗组静脉注射米诺环素（MMP-9抑制剂），每次剂量1mg/kg；2ME2治疗组静脉注射2ME2（HIF-1α抑制剂）每次剂量2.5mg/kg。48小时后断经方法处死大鼠，取颞底皮层脑组织做标本。3.血脑屏障通透性及脑水肿测定：通过检测脑内伊文思蓝（Evans blue, EB）含量检测BBB通透性改变，通过测定脑组织含水量，观察脑水肿程度。4. Western blot分析及免疫组化分析：通过Western blot法及免疫组化法测定HIF-1α、AQP-4、MMP-9、层粘连蛋白、闭合小环蛋白1（zona occludens-1ZO-1）及闭锁蛋白在脑组织内的表达。结果：1.在大鼠SAH后48小时出现典型早期脑损伤，血脑屏障通透性显著增加（P <0.01）脑水肿加重（P <0.05）。2.HIF-1α在SAH后48小时表达显著增加（P<0.01），同时层粘连蛋白表达减少（P<0.05），ZO-1表达显著下降（P<0.01），闭锁蛋白（P<0.05）表达减少，使用2ME2抑制后HIF-1α后，HIF-1α表达下调（P<0.05），血脑屏障破坏及脑水肿显著好转（P<0.01），同时AQP-4、MMP-9显著下降（P<0.01），层粘连蛋白表达升高（P<0.05）ZO-1、闭锁蛋白显著上调（P<0.01）。3.AQP-4在SAH后48小时表达显著增加（P<0.01），使用AQP-4抗体抑制AQP-4后脑水肿显著好转（P<0.01），抑制AQP-4后血脑屏障通透性无变化。4.MMP-9在SAH后48小时表达显著增加（P<0.01），同时层粘连蛋白表达减少（P<0.05），ZO-1表达显著下降（P<0.01），闭锁蛋白（P<0.05）表达减少，使用米诺环素抑制后MMP-9后，MMP-9表达下调（P<0.01），血脑屏障破坏及脑水肿显著好转（P<0.01），同时AQP-4显著下降（P<0.01），HIF-1α表达减少(P>0.05)，层粘连蛋白表达升高（P<0.05）ZO-1、闭锁蛋白表达无显著差异(P>0.05)。结论：1.大鼠SAH后EBI过程中的HIF-1α及MMP-9通过加重血脑屏障破坏及脑水肿，促进EBI的发展。AQP-4仅通过加重脑水肿，促进EBI的发展，对血脑屏障无影响。2.大鼠SAH后HIF-1α可能通过调节AQP-4、 MMP-9、层粘连蛋白、ZO-1及闭锁蛋白，在EBI血脑屏障破坏及脑水肿形成的病理过程中起重要作用。它们之间可能存在一个以HIF-1α为核心的潜在的信号通路。3.2ME2抑制SAH后HIF-1α的表达及其活性，使AQP-4、MMP-9下调，层粘连蛋白、ZO-1、闭锁蛋白表达上调，减轻血脑屏障破坏及缓解脑水肿，具有明显的神经保护作用。4.米诺环素抑制SAH后MMP-9的表达及其活性，减轻血脑屏障的破坏和血管源性脑水肿，还可能间接地降低AQP-4和HIF-1α的表达，进而减轻脑水肿，发挥双重的神经保护作用。