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低氧对于大多数动物来说是一种病理性应激。低氧应激使突触前膜释放大量谷氨酸,作用于突触后膜上的谷氨酸离子型受体N-甲基-D-天冬氨酸（N-methyl-D-aspartic acid,NMDA）受体,NMDA受体被过度激活,引起Ca2+大量内流,引发钙超载,造成神经元过度去极化,产生神经兴奋性毒性,进一步诱发神经元死亡乃至脑损伤。谷氨酸是神经系统中重要的兴奋性神经递质,其离子型受体NMDA受体是由结构亚单位NR1和功能亚单位NR2构成的异四聚体。谷氨酸及其NMDA受体的异常会改变神经功能,许多疾病的产生都与之有关。但是,低氧对于长期地下生活的啮齿类动物是一种选择力,可推动其低氧适应。甘肃鼢鼠（Eospalax cansus）是一类典型的地下啮齿动物,终生生活在低氧、高二氧化碳的地下洞道中,这使其进化出一系列低氧适应机制,是研究低氧适应的理想模型动物。目前虽有一些研究表明NMDA受体在地下啮齿动物应对低氧应激而启动的脑保护机制中发挥了重要作用,但仅局限于NMDA受体各亚基在转录水平的表达,对NMDA受体及其通路的研究尚不充分。本研究以对低氧耐受的地下啮齿动物甘肃鼢鼠为研究对象,以氧敏感地面啮齿动物SD大鼠为对照,设置常氧组:21%O2;低氧组Ⅰ:10.5%O2—44h;低氧组Ⅱ:6.5%O2—6h。利用尼氏染色检测不同程度低氧应激对甘肃鼢鼠海马神经元的损伤程度,通过高尔基染色检测海马区神经元树突棘密度变化,利用酶联免疫法检测海马区谷氨酸含量,运用实时定量PCR和Western Blot检测海马区NMDA受体各亚基的表达,从形态学和分子学层面探究谷氨酸及其NMDA受体在甘肃鼢鼠海马低氧应激中的保护作用,揭示甘肃鼢鼠应对低氧应激时的脑保护机制。实验结果如下:1.低氧应激对甘肃鼢鼠和SD大鼠海马CA1区锥体神经元的影响低氧应激下,甘肃鼢鼠海马CA1区锥体神经元结构完整、细胞核清晰,神经元未缺失;SD大鼠海马CA1区锥体神经元排列松散,神经元密集度降低,神经元出现缺失。与常氧组相比,甘肃鼢鼠海马CA1区神经元数量在低氧组Ⅰ显著增加,低氧组Ⅱ无显著变化;SD大鼠在两个低氧组均极显著下降。与SD大鼠相比,甘肃鼢鼠三个处理组海马CA1区神经元数量均显著低于SD大鼠。以上结果提示低氧应激未对甘肃鼢鼠海马神经元造成损伤,但引起SD大鼠海马神经元数量降低,神经元受损。表明甘肃鼢鼠大脑海马神经元具有低氧耐受性。2.低氧应激对甘肃鼢鼠和SD大鼠海马脑区神经元树突棘密度的影响与常氧组相比,甘肃鼢鼠两个低氧处理组总树突棘密度和蘑菇型树突棘密度均无显著性差异,细长型树突棘密度在低氧组Ⅱ显著下降,粗短型树突棘密度在低氧组Ⅱ极显著增加;SD大鼠总树突棘密度在两个低氧组均极显著下降,蘑菇型树突棘密度在低氧组Ⅱ极显著下降,细长型树突棘密度在低氧组Ⅰ显著下降,粗短型树突棘在两个低氧组均极显著下降。与SD大鼠相比,甘肃鼢鼠在三个处理组的总树突棘密度均极显著高于SD大鼠,两个低氧组的蘑菇型树突棘密度均显著高于SD大鼠。以上结果提示低氧应激下,甘肃鼢鼠海马脑区神经元总树突棘密度和蘑菇型树突棘密度未改变;但氧敏感的SD大鼠总树突棘密度和蘑菇型树突棘密度降低。表明甘肃鼢鼠海马脑区神经元树突棘数量与形状不受低氧应激影响,具有低氧耐受性,为低氧应激下甘肃鼢鼠海马脑区突触功能的正常进行提供结构基础。3.低氧应激对甘肃鼢鼠和SD大鼠海马脑区谷氨酸含量的影响与常氧组相比,甘肃鼢鼠海马脑区谷氨酸含量在两个低氧组均极显著下降;SD大鼠在两个低氧组均极显著增加。与SD大鼠相比,甘肃鼢鼠常氧组中谷氨酸含量极显著高于SD大鼠,但在两个低氧组均显著低于SD大鼠。以上结果提示低氧应激下,甘肃鼢鼠海马区谷氨酸含量降低,SD大鼠谷氨酸含量升高。表明甘肃鼢鼠海马脑区通过减少谷氨酸含量,抵抗由于谷氨酸释放量过高而引发神经兴奋性毒性造成的神经损伤。4.低氧应激对甘肃鼢鼠和SD大鼠海马脑区NMDA受体的影响（1）低氧应激下NMDA受体各亚基mRNA相对表达量变化与常氧组相比,甘肃鼢鼠NR1亚基mRNA表达量在两个低氧组均极显著下调,SD大鼠在两个低氧组均显著上调;甘肃鼢鼠和SD大鼠NR2A亚基mRNA表达量在低氧组Ⅱ均显著下调,在低氧组Ⅰ无显著差异;甘肃鼢鼠NR2B亚基mRNA表达量在两个低氧组均极显著下调,SD大鼠NR2B亚基在两个低氧组均极显著上调;甘肃鼢鼠NR2C亚基mRNA表达量在低氧组Ⅰ极显著下调,在低氧组Ⅱ无显著性差异,SD大鼠NR2C亚基在两个低氧组均极显著下调;甘肃鼢鼠与SD大鼠的NR2D亚基mRNA表达量在两个低氧组均极显著下调。与SD大鼠相比,三组中甘肃鼢鼠NR1亚基mRNA表达量均极显著高于SD大鼠;NR2A、NR2B和NR2C亚基mRNA表达量均极显著低于SD大鼠;NR2D亚基mRNA表达量在低氧组Ⅰ极显著高于SD大鼠,但在常氧组和低氧组Ⅱ无显著差异。（2）低氧应激下NMDA受体各亚基蛋白表达量变化与常氧组相比,甘肃鼢鼠NR2A亚基蛋白表达量在两个低氧处理组中均无显著性差异,SD大鼠在低氧组Ⅱ极显著下调,在低氧组Ⅰ无显著差异;甘肃鼢鼠NR2B亚基蛋白表达量在两个低氧组均显著下调,SD大鼠在低氧组Ⅱ极显著下调,低氧组Ⅰ无显著差异;甘肃鼢鼠NR2C亚基蛋白表达量在低氧组Ⅱ显著上调,低氧组Ⅰ虽上调但无显著差异,SD大鼠在两个低氧组均极显著下调;甘肃鼢鼠和SD大鼠NR2D亚基蛋白表达量在两个低氧处理组均无显著性差异。与SD大鼠相比,三组中甘肃鼢鼠NR2A、NR2B、NR2C亚基蛋白表达量均极显著低于SD大鼠;NR2D亚基蛋白表达量在常氧组和低氧组Ⅱ显著高于SD大鼠,在低氧组Ⅰ无显著差异。以上结果表明低氧应激下,甘肃鼢鼠海马脑区下调NR1亚基的表达以减少NMDA受体数量,避免谷氨酸与NMDA受体大量结合;下调NR2B亚基表达,上调NR2C亚基表达,维持NR2A亚基和NR2D亚基的正常表达,以此避免NMDA受体被过度活化,降低受体通道开放程度,减少Ca2+大量内流,发挥正常NMDA受体功能,防止神经兴奋性毒性发生。因此,NMDA受体各亚基在甘肃鼢鼠海马脑区对抗由于低氧应激造成的脑损伤方面发挥重要作用。综上所述,低氧应激下,甘肃鼢鼠海马脑区神经元数量和树突棘密度均未发生改变,海马脑区降低兴奋性谷氨酸含量,维持NR2A亚基和NR2D亚基表达,下调NR1亚基和NR2B亚基表达,上调NR2C亚基表达,对抗由低氧应激引发的神经兴奋性毒性和神经功能障碍,启动脑保护机制。由此可见,低氧应激下,甘肃鼢鼠海马脑区不受神经兴奋性毒性损害,突触功能正常,在低氧脑保护方面已经进化出区别于氧敏感SD大鼠的独特耐受机制。