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目的:慢性低灌注脑缺血会引起脑组织损伤和脑萎缩,导致血管性认知障碍（Vascular cognitive impairment,VCI）。本课题探讨有氧跑台运动对慢性脑缺血模型大鼠空间学习记忆功能的影响,以及海马突触可塑性结构与功能的变化,并通过海马组织基因高通量测序分析揭示其差异表达的微小RNAs（micro RNAs,miRNAs）,为有氧运动干预VCI提供实验依据。方法:（1）将36只SPF级健康雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠采用随机数字表法,分为假手术组12只,手术组24只。复制双侧颈总动脉永久结扎手术（2-Vessels Occlusion,2-VO）制备慢性脑缺血大鼠模型,假手术组仅分离血管不进行结扎。造模完成后采用小动物核磁共振3D time-of-fight（3D-TOF）血管成像检测双侧颈总动脉结扎是否成功。（2）将手术组模型构建成功大鼠根据随机数字表随机分为2组,模型组和运动组,每组各12只。随后进行有氧运动训练,采用跑台装置对模型大鼠进行跑台训练,坡度设置为0°,跑台速度设定为15 m/min,每天1小时,每周5天,持续4周。假手术组和模型组每日在同等条件下抓取,不干预。（3）有氧跑台运动训练后,采用Morris水迷宫行为学检测各组大鼠的空间学习记忆能力;采用高尔基染色观察大鼠海马树突棘的密度变化,以及电生理检测各组大鼠海马长时程增强（Long-term potentiation,LTP）反应;采用免疫蛋白印迹（Westen blotting,WB）检测谷氨酸受体蛋白和即刻早期基因蛋白（Immediately early genes,IEGs）的表达情况;采用miRNA测序检测miRNAs的差异表达,然后进行靶基因预测和和信号转导通路富集分析,采用实时荧光定量PCR（Quantitative Real-time PCR,q RT-PCR）验证miRNAs表达水平,WB检测下游信号通路相关蛋白表达。结果:（1）有氧跑台运动对慢性脑缺血模型大鼠空间学习记忆能力的影响:在学习阶段,与假手术组相比,模型组大鼠逃避潜伏期显著升高（P<0.001）;与模型组相比,运动组大鼠逃避潜伏期显著下降（P<0.05,P<0.01,P<0.001）,在测试阶段,与假手术组相比,模型组大鼠穿越平台次数显著降低（P<0.001）,目标象限持续时间的百分比显著降低（P<0.001）;与模型组相比,运动组大鼠穿越平台次数显著升高（P<0.001）,目标象限持续时间的百分比显著升高（P<0.001）,并且三组大鼠在该阶段的游泳平均速度没有统计学差异。（2）有氧跑台运动对慢性脑缺血模型大鼠海马树突棘密度和LTP的影响:高尔基染色结果显示,与假手术组相比,模型组大鼠海马区树突棘密度显著降低（P<0.001）;与模型组相比,运动组大鼠海马区树突棘密度显著升高（P<0.001）。电生理结果显示,与假手术组相比,模型组在100 Hz单脉冲刺激诱导后海马的兴奋性突触后电位（field excitatory postsynaptic potential,f EPSP）斜率下降（P<0.001）;与模型组相比,运动组海马f EPSP斜率显著升高（P<0.001）。（3）有氧跑台运动对慢性脑缺血模型大鼠突触可塑性相关蛋白以及学习记忆相关即刻早期基因蛋白的影响:WB结果显示,模型组大鼠海马区N-甲基-D-天冬氨酸受体1（N-methyl-D-aspartate receptor 1,NMDAR1）及亚型NMDAR2A和NMDAR2B的表达水平较假手术组相比显著下降（P<0.05,P<0.01）,α-氨基-3羟基-5甲基-4异恶唑受体1（α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionate receptor 1,AMPAR1）的表达水平有下降趋势（P=0.104）,NMDAR2A、NMDAR2B和AMPAR1的磷酸化水平都显著下降（P<0.05）;与模型组相比,运动组大鼠海马区NMDAR1,NMDAR2A,NMDAR2B,AMPAR1的表达水平都显著升高（P<0.05）,NMDAR2A,NMDAR2B,AMPAR1的磷酸化水平也显著升高（P<0.05,P<0.01）。另外,模型组大鼠海马区c-Fos,早期生长应答因子1（Early Growth Response 1,Egr1）和活性调节细胞骨架蛋白（Activity-regulated cytoskeletal,Arc）表达水平相较于假手术组有显著降低（P<0.05,P<0.01,P<0.001）;而与模型组相比,运动组大鼠c-Fos,Egr1和Arc在海马中的表达显著升高（P<0.01）。（4）有氧跑台运动对慢性脑缺血模型大鼠miRNA组学的影响:对三组大鼠海马区进行miRNA测序分析显示,与假手术组相比,模型组海马差异表达≥1.5倍的miRNAs共有15个（P<0.05）,其中11个表达上调,4个表达下调;与模型组相比,运动组海马差异表达≥1.5倍的miRNAs共有12个（P<0.05）,其中7个表达上调,5个表达下调。然后采用q RT-PCR验证miRNAs测序结果,结果显示miR-144-3p、miR-144-5p、miR-1188-5p、miR-130b-3p、miR-155-5p、miR-34b-5p、miR-15b-3p和miR-27b-5p的表达水平有显著差异,其中miR-144-3p、miR-144-5p、miR-155-5p、miR-130b-3p和miR-15b-3p的表达水平同时在模型组和运动中有差异表达。（5）有氧跑台运动对慢性脑缺血模型大鼠信号通路的影响:对测序后在三组大鼠海马差异表达的miRNAs进行靶基因预测和信号转导通路分析发现,哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（Mammalian target of rapamycin,mTOR）信号通路（P<0.05）与突触可塑性密切相关。通过在线网站分析和文献检索发现miR-144-3p、miR-155-5p和miR-130b-3p的靶基因与磷酸酶与张力蛋白同源物（Phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten,PTEN）/磷脂酰肌醇3-激酶（Phosphoinositide 3-kinase,PI3K）/蛋白激酶B（Protein kinase B,PKB/AKT）/mTOR信号通路密切相关。（6）有氧跑台运动对慢性脑缺血模型大鼠mTOR信号通路相关蛋白表达的影响:WB结果显示,与假手术组相比,模型组大鼠海马区PTEN的表达水平显著升高（P<0.05）,PI3Kα的表达水平有下降的趋势（P=0.239）,PI3Kβ,p-AKT/AKT和p-mTOR/mTOR的表达水平都有显著下降（P<0.05）;与模型组相比,运动组大鼠海马区PTEN的表达水平显著降低（P<0.05）,PI3Kα的表达水平有上升的趋势（P=0.337）,PI3Kβ,p-AKT/AKT和p-mTOR/mTOR的表达水平都有显著升高（P<0.05,P<0.01）。结论:本研究提示有氧跑台运动可能通过调控海马miR-144-3p、miR-155-5p和miR-130b-3p的表达水平,影响下游PTEN/PI3K/AKT/mTOR信号通路,增强慢性脑缺血模型大鼠的突触可塑性,从而改善空间学习记忆能力。