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背景:脑卒中是我国人群首位死亡原因,也是全球主要的死亡和致残原因之一,具有高发病率,高死亡率,高致残率的特点,其中缺血性脑卒中约占7080%。脑侧支循环可以维持颅内动脉闭塞远端脑组织区域的残余血流灌注,决定了这个低灌注区（缺血半暗带区域）脑组织缺血损伤的程度。脑侧支循环在缺血性脑卒中的发生、发展、预后及维持脑组织生命力起着极为重要的作用。脑血管侧支循环的有无及建立的速度直接与缺血性脑卒中患者的神经功能缺失的程度、生存质量及临床预后息息相关。因此更深入了解脑侧支循环形成机制和深入研究能够促进脑侧支循环形成的各种细胞因子非常重要。Apelin是1998年首次从牛胃中提取的一种内源性小分子多肽,是人类孤儿G蛋白偶联受体人类血管紧张素II相关性蛋白J型（Angiotensin Protein J,APJ）的内源性配体。Apelin前体肽原（preproapelin）包含77个氨基酸的生物活性多肽片段,其中13至17个氨基酸组成的短肽具有较高的生物活性。最近的研究发现,Apelin/APJ对心肌缺血再灌注损伤具有保护作用,能够减少心肌梗死的容积,增强心肌的收缩力,抑制缺血再灌注心肌细胞的凋亡。Apelin/APJ系统促进内脏血管生成和体循环侧支血管的形成。人体血浆Apelin水平与良好的冠状动脉侧支循环有着密切关系,表明Apelin对冠状动脉侧支循环发展起着重要作用。Apelin和APJ不仅在新生血管形成过程中高表达于血管内皮细胞并影响血管平滑肌细胞增殖,而且具有舒张血管的功能。这些结果表明,Apelin在血管生成和侧支血管形成中起着重要作用。但是,目前没有研究表明Apelin亚型中的Apelin-17对于颅内动脉生成和舒张的作用,以及Apelin-17与脑动脉侧支循环的关系及其作用机制。鉴于Apelin和血管生成及侧支循环建立的密切关系,我们提出以下假设:Apelin-17有助于促进脑侧支血管的发展,Apelin-17可能通过NO-cGMP-PKG/PKA信号途径扩张脑动脉促进脑侧支循环的发展。本课题分三个部分来验证假设:第一部分检测颅内大动脉闭塞具有良好侧支循环代偿患者和侧支循环代偿差患者的血浆Apelin-17水平,证实Apelin-17与脑动脉侧支循环发展的关系;第二部分外源性给予Apelin-17能否诱导大鼠脑动脉的扩张,减少脑梗死的体积,阐明Apelin-17促进血管扩张形成可能的机制。第三部分检测烟雾病（MMD）患者和颅内动脉粥样硬化疾病（ICAD）患者的血浆Apelin水平,发现MMD患者血浆Apelin水平高于ICAD和健康人群,进一步证实Apelin有助于脑侧支血管的发展。目的:研究一:探讨血浆Apelin-17与人颅内大动脉闭塞侧支循环建立的关系。研究二:了解Apelin-17对脑血管张力的影响,探讨Apelin-17促进脑血管扩张的可能机制及其信号传导通路。研究三:证实MMD患者Apelin的含量是否高于ICAD患者和健康人群。方法:研究一:收集安徽省立医院神经内科临床症状表现为前循环缺血性脑卒中,且合并颅内大动脉闭塞的109例住院患者。根据CT血管造影（CTA）评估颅内动脉侧支循环情况进行分级,根据分级结果分为侧支循环好组57人和侧支循环差组52人。招募22名健康人员作为对照组。所有患者血样本均为空腹812h后清晨静脉抽取,离心并保存于-80℃冰箱。用单因素分析和多元Logistic回归分析比较颅内动脉侧支循环好组和侧支循环差组的二组资料。研究二:动物实验1.等长张力实验取SD大鼠基底动脉2mm节段,固定在含5mL Krebs溶液的DMT血管张力检测仪器槽内,并通入混合气体（95%O2和5%CO2）。调节负荷参数归零后,给予每节段应用最佳的基准力2mN,平衡2030min,此过程中每隔10min更换一次新鲜Krebs液。分别对血管进行各种预处理,再通过累积增加U46619,引起血管收缩,观察原始累积浓度的收缩曲线。2.大鼠脑梗死体积的测量雄性SD大鼠采用改良的线栓法制作线栓法大鼠大脑中动脉阻塞（MCAO）模型,大鼠随机分为对照组（8只）和Apelin-17实验组（6只）。实验组MACO模型前60min,静脉给予Apelin-17;对照组MACO模型前60min,静脉给予无菌生理盐水。实验动物栓塞脑缺血后1h和48h分别行头颅磁共振SET2WI和DWI扫描。利用TeraRecon图像管理工具测量脑梗死体积。研究三:收集安徽省立医院神经内科住院患者111名,其中29名MMD患者和82名ICAD患者,招募25名健康志愿者,分为三组。所有患者血样本均为空腹812h后清晨静脉抽取,离心并保存于-80℃冰箱。血浆Apelin和血清NO分别采用酶联免疫吸附测定法和硝酸盐/亚硝酸盐比色法测定进行检测。用单因素分析和Logistic回归分析比较三组资料结果:研究一:入院时NIHSS评分,患者侧支循环好组的NIHSS评分平均低于侧支循环差组（2±3.5 vs.6±15,P<0.01）;血浆Apelin-17水平在侧支循环好组患者的表达显著高于侧支循环差组（64.60±89.02 vs.34.32±14.32 ng/dl,P<0.01）和对照组（64.60±89.02 vs.34.73±70.10 ng/dl,P<0.01）,三组之间（64.60±89.02,34.32±14.32和34.73±70.10 ng/dl,P<0.01）差异具有统计学意义,侧支循环差组相比较对照组无统计学差异。侧支循环好组患者的血清ON浓度高于侧支循环差组和正常对照组（55.98±53.69,33.07±16.86和29.63±49.21nmol/l,P<0.01）,三组之间差异具有统计学意义。Logistic回归分析结果显示侧支循环好和侧支循环差组之间年龄、性别比、血压、糖尿病、身体质量指数（BMI）、吸烟、饮酒、总胆固醇、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、甘油三酯、脂蛋白a、同型半胱氨酸无显著性差异,二组间Apelin-17（P<0.01）差异具有统计学意义,Apelin-17被认为良好脑侧支循环的独立预测因子。研究二:SD大鼠基底动脉被Apelin-17预处理10min,可显著抑制U46619诱导的血管收缩作用。当血管内皮层被移除,Apelin-17对U46619诱导的大鼠脑基底动脉收缩作用无显著影响。给予ODQ和KT5720通过抑制cGMP和PKA显著抑制Apelin-17诱导大鼠脑基底动脉扩张作用。表明,Apelin-17通过内皮依赖性方式,NO-cGMP-PKG/PKA信号通路诱导大鼠脑基底动脉扩张。预先1h给予大鼠静脉内注射Apelin-17,1h和48h磁共振扫描计算大鼠脑梗死体积,与对照组相比,发现预先给予Apelin-17能减少大鼠脑梗死体积。研究三:MMD组Apelin-12、Apelin-13、Apelin-36水平和NO浓度显著高于其他两组,ICAD组血浆Apelin-12水平和血清NO浓度显著高于健康人组。多因素Logistic回归分析发现,MMD和ICAD组的平均年龄、Apelin-12水平、收缩压均明显高较健康人组。双元Logistic回归分析表明,MMD组血浆Apelin-12、Apelin-13、Apelin-36水平显著高于ICAD组,并且MMD组患者平均年龄显著低于ICAD组。ROC曲线分析显示区分MMD和ICAD,759.97 ng/ml为Apelin-12最佳临界值,其灵敏度为76%,特异度为82%。结论:研究一:血浆Apelin-17水平与脑血管良好侧支循环的建立密切相关。Apelin-17促进颅内动脉侧支循环的发展可能作为治疗缺血性脑血管疾病的一个潜在靶点。研究二:Apelin-17能够通过内皮细胞依赖性NO-cGMP-PKG/PKA信号通路诱导脑血管扩张,促进脑侧支循环的发展,减少脑梗死的体积,保护脑组织损伤。研究三:血浆Apelin-12水平在MMD和ICAD患者之间的存在显著差异,表明Apelin-12有可能成为鉴别MMD和CAD的一个潜在的诊断价值。