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背景脑梗死是脑血管病中发病率最高的一种疾病。若在脑梗死发生后不能得到及时有效的溶栓、介入取栓等治疗,患者常遗留不同程度的神经功能障碍,影响其生活质量,加重其家庭的经济负担和护理负担。因此,探索脑梗死后可能的干预手段及相关机制是目前神经科学领域研究的重点。在生理状态下,血脑屏障是大脑与外周血液循环之间的功能性屏障,调节营养物质及离子的转运,阻止外周毒性物质及免疫细胞的侵入,维持脑组织微环境的稳定。紧密结合蛋白occludin与zonula occludens-1（ZO-1）是血脑屏障的重要组成部分,调控血脑屏障的通透性。研究表明,在脑梗死后,基质金属蛋白酶9（matrix metalloproteinase-9,MMP9）的表达量升高,降解紧密结合蛋白occludin和ZO-1,使血脑屏障通透性增加,导致水及离子平衡紊乱,进而引起脑水肿,促进细胞死亡,加重脑损伤。因此,改善血脑屏障功能是减轻脑梗死损伤的重要途径之一。神经发生是神经干细胞/神经前体细胞增殖分化产生神经元的过程,存在于哺乳动物整个生命周期。成年脑内神经发生的主要部位为室管膜下区（subventricular zone,SVZ）和海马齿状回（dentate gyrus,DG）。在脑梗死损伤中,SVZ和海马DG的神经发生均明显增强,SVZ的神经母细胞沿特定路径迁移至缺血周围区并分化为神经元,而DG新生细胞则迁移至DG颗粒层并进一步分化,这些新生神经元替代损伤或死亡的神经元,并整合到已有神经环路,促进神经功能的恢复。因此,内源性神经发生是治疗脑梗死的关键靶点之一。肠道存在多种微生物,后者在婴儿出生时主要从母体获得,在出生后受饮食及外部环境等因素的影响而发生变化。研究表明,肠道微生物缺失时,小鼠血脑屏障通透性升高,紧密结合蛋白表达量下降。此外,肠道微生物可促进突触可塑性相关基因的表达,减轻糖尿病导致的认知障碍。微生物-肠-脑轴是肠道微生物与大脑之间的联系通道,其中肠道微生物的代谢物在调节微生物-肠-脑轴中发挥关键作用。吲哚-3-丙酸（indole-3-propionicacid,IPA）是肠道微生物的代谢物之一,研究表明,在多发性硬化的动物模型中,IPA可抑制毒性神经炎症,减轻神经功能缺损;在帕金森病体外细胞模型实验中,IPA能够减少神经元死亡;IPA还可减轻Aβ对细胞的毒性作用,抑制细胞死亡,增加细胞活力;IPA也被证实了在夹闭双侧颈总动脉5分钟模型中有抑制氧化应激,保护海马神经元的作用。然而,IPA在脑梗死损伤中的作用及机制目前无文献报道。因此,本课题拟探讨IPA在脑梗死后是否有脑保护作用,分析IPA对血脑屏障功能与神经发生的调节。第一部分 IPA对脑梗死小鼠的脑保护作用目的探讨IPA在脑梗死小鼠模型中是否能够发挥治疗作用。方法1选取成年雄性C57BL/6小鼠,采用线栓法制备右侧大脑中动脉闭塞（middle cerebral artery occlusion,MCAO）模型及对应的假手术（Sham）模型,并将小鼠分为四组:假手术+溶剂（Sham+vehicle）组,假手术+IPA（Sham+IPA）组,脑梗死+溶剂（MCAO+vehicle）组,脑梗死+IPA（MCAO+IPA）组。2在脑梗死后第3天和第7天,采用五分法评价小鼠的神经功能缺损程度,以判断IPA是否有利于神经功能恢复。3在术后第3天,通过对小鼠脑组织含水量的测定,评估IPA对脑水肿程度的影响。4在术后第3天,通过小鼠脑组织冰冻切片的TUNEL染色与右侧脑组织Bcl2蛋白免疫印迹实验,探索IPA对脑梗死后细胞凋亡的影响。5在术后第3天和第7天,分别采用2,3,5氯化三苯基四氮唑（2,3,5-triphenyltetrazolium chloride,TTC）染色和尼氏染色对小鼠脑梗死体积进行评估,分析IPA对不同时间点的脑组织损伤的影响。结果1与MCAO+vehicle组相比,MCAO+IPA组小鼠在术后第3天和第7天的神经功能缺损评分较低（P＜0.05）。2 IPA治疗与溶剂治疗的假手术小鼠脑含水量无显著差异（P＞0.05）,但IPA治疗的MCAO小鼠脑含水量较溶剂治疗显著降低（P＜0.05）。3 IPA显著减少MCAO小鼠脑梗死周围区TUNEL阳性细胞数量（P＜0.05）。4 IPA对假手术小鼠脑组织Bcl2蛋白的表达量无显著影响（P＞0.05）,但可显著上调MCAO小鼠脑组织Bcl2的表达量（P＜0.05）。5 TTC染色结果表明,与MCAO+vehicle组相比,MCAO+IPA组小鼠的脑梗死体积在第3天明显减小（P＜0.05）。6尼氏染色结果表明,经IPA治疗后,术后第7天的小鼠脑梗死体积显著降低（P＜0.05）。结论IPA可减轻脑梗死后神经功能缺损,抑制脑水肿及细胞凋亡,减小脑梗死体积,发挥脑保护作用。第二部分 IPA调节小鼠脑梗死后血脑屏障通透性的研究目的研究IPA对脑梗死后血脑屏障通透性的调节作用。方法1模型制备及动物分组同第一部分。2在术后第3天,应用外源性示踪剂Evans blue,制备小鼠脑组织冰冻切片,在荧光显微镜下观察Evans blue的外溢情况,研究IPA对血脑屏障通透性的影响。3在术后第3天,分别采用蛋白免疫印迹实验检测右侧脑组织occludin、ZO-1、EMMPRIN、MMP9、核因子E2 相关因子 2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2）和血红素加氧酶-1（heme oxygenase 1,HO-1）的蛋白表达量,免疫荧光实验分析ZO-1与MMP9的表达情况。结果1 Evans blue定量结果表明,IPA治疗的MCAO小鼠脑组织Evans blue的漏出量较溶剂治疗的MCAO小鼠低（P＜0.05）。2在Evans blue荧光实验中可观察到IPA治疗的小鼠脑梗死周围区Evans blue的漏出减少。3 IPA有上调假手术小鼠脑组织ZO-1荧光面积的趋势（P＞0.05）,但显著增加MCAO小鼠脑梗死周围区ZO-1的荧光面积（P＜0.05）。4与Sham+vehicle组相比,Sham+IPA组小鼠脑组织紧密结合蛋白occludin和ZO-1的表达量无显著变化（P＞0.05）;与溶剂治疗的MCAO小鼠相比,IPA治疗的MCAO小鼠脑组织occludin和ZO-1的表达量显著升高（P＜0.05）。5在MCAO小鼠中,与溶剂治疗相比,IPA治疗的小鼠脑梗死周围区MMP9阳性细胞的数量明显减少（P＜0.05）。6 IPA对假手术小鼠脑组织EMMPRIN和MMP9的蛋白水平无显著影响（P＞0.05）,但可明显降低MCAO小鼠EMMPRIN和MMP9的表达水平（P＜0.05）。7与溶剂治疗相比,IPA治疗的假手术小鼠脑组织Nrf2与HO-1蛋白的表达量无显著变化（P＞0.05）;与MCAO+vehicle组相比,MCAO+IPA组小鼠脑组织Nrf2与HO-1的蛋白表达水平明显提高（P＜0.05）。结论1IPA上调脑梗死后紧密结合蛋白的表达,减轻血脑屏障功能紊乱;2IPA可抑制脑梗死后EMMPRIN/MMP9依赖的紧密结合蛋白的降解;3 IPA可上调脑梗死后Nrf2与HO-1的表达,此作用可能参与IPA对血脑屏障的调节。第三部分 IPA调节小鼠脑梗死后SVZ和海马神经发生的研究目的分析IPA对脑梗死后SVZ和海马内神经发生的影响。方法1模型制备及动物分组同第一部分。2在术后第7天,选择Ki67标记增殖细胞,采用免疫荧光实验对右侧SVZ和海马DG内Ki67阳性细胞情况进行研究,明确IPA对细胞增殖的影响。3在术后第7天,采用免疫荧光实验观察各组小鼠右侧SVZ和海马DG内5-溴-2’-脱氧尿苷（5-bromo-2’-deoxyuridine,BrdU）与双皮质素（doublecortin,DCX）双阳性细胞（标记新生神经母细胞）,应用蛋白免疫印迹技术分析各组小鼠右侧SVZ和海马组织内DCX的蛋白水平,确定IPA对神经母细胞生成的影响。结果1 Sham+vehicle组与Sham+IPA组小鼠SVZ内Ki67阳性细胞数量无显著差异（P＞0.05）;与MCAO+vehicle组相比,MCAO+IPA组小鼠梗死侧SVZ内Ki67阳性细胞数量较多（P＜0.05）。2 IPA对假手术小鼠SVZ内BrdU与DCX双阳性细胞数量无明显影响（P＞0.05）,但可显著上调MCAO小鼠梗死侧SVZ内BrdU与DCX双阳性细胞数量（P＜0.05）。3经IPA治疗的假手术小鼠SVZ内DCX蛋白的表达量与溶剂治疗相比无显著变化（P＞0.05）,而经IPA治疗的MCAO小鼠梗死侧SVZ内DCX的蛋白水平明显升高（P＜0.05）。4IPA对假手术小鼠海马DG内Ki67阳性细胞的数量无显著影响（P＞0.05）,但可明显上调MCAO小鼠梗死侧海马DG内Ki67阳性细胞数量（P＜0.05）。5 IPA治疗后,假手术小鼠海马DG内BrdU与DCX双阳性细胞数量无显著变化（P＞0.05）,但MCAO小鼠梗死侧DG内BrdU与DCX双阳性细胞数量明显增多（P＜0.05）。6 Sham+vehicle组与Sham+IPA组小鼠海马内DCX蛋白水平无显著差异（P＞0.05）;经IPA治疗后,MCAO小鼠梗死侧海马内DCX蛋白表达水平明显提高（P＜0.05）。结论1 IPA促进脑梗死后SVZ内细胞增殖,增加神经母细胞数量,加强SVZ神经发生。2 IPA增强脑梗死后海马DG内细胞增殖,使神经母细胞数量增多,促进海马神经发生。全文结论1 IPA在小鼠脑梗死模型中可发挥脑保护作用。2 IPA可上调脑梗死后紧密结合蛋白的表达,降低血脑屏障通透性;IPA对EMMPRIN/MMP9的抑制作用和对Nrf2/HO-1的促进效应可能参与IPA对血脑屏障的调节。3 IPA可促进脑梗死后SVZ和海马DG内的细胞增殖及神经母细胞的产生,增强SVZ和海马神经发生。