背景目的目前有关细胞红蛋白（cytoglobin，CYGB）的缺氧缺血后表达上调机制尚不清楚。作为携氧球蛋白家族的新成员，CYGB与血红素加氧酶（heme oxygenase，HO）/一氧化碳（carbon monoxide，CO）系统有密切的关系；现已发现具有基因同源性的脑红蛋白（Neuroglobin，Ngb）在HIBD时可被HO诱导剂氯化高铁血红素（Hemin）所诱导表达，但CYGB尚缺乏相关资料。本实验通过术前腹腔注射HO的诱导剂Hemin及抑制剂锌原卟啉(zinc protoporphyrin IX，ZnPP)，观察缺氧缺血性脑损伤（HIBD）大鼠脑含水量、病理改变、缺血组织HO-1及CYGB的表达，并测评大鼠海马学习记忆功能，以此探讨HO与CYGB表达的关系，验证CYGB的神经保护作用，为HIBD提的防治提供实验依据。方法将7日龄新生Wistar大鼠260只，随机分为正常对照组、假手术组、HIBD组、HIBD+Hemin组、HIBD+ZnPP组，共5组。其中HIBD组、HIBD+Hemin组及HIBD+ZnPP组在HIBD模型制备前12小时，分别腹腔注射生理盐水、Hemin（50mg/kg）及ZnPP(50mg/kg)，然后用乙醚麻醉后结扎并剪断左侧颈总动脉，并于2小时后置37℃缺氧箱中，充以8%O2+92%N2的混合气体（1L/min）吸入2小时，制成HIBD动物模型；假手术组只游离左侧颈总动脉而不结扎，不进行缺氧处理；正常对照组不进行任何处理，各组随机取48只存活者进入后续实验。术后于0、24、48小时各组取10只断头取脑，采用免疫组化染色法分别分析海马及皮质中HO-1及CYGB表达特点；术后48小时大鼠脑组织切片观察HIBD早期病理变化；术后72小时各组再取8只断头取脑，立刻称脑组织的湿重，后放置于干燥箱72小时称脑组织干重测定含水量；术后第28天各组最后10只存活大鼠进行Morris水迷宫实验（定向航行实验及空间探索实验），测评海学习记忆功能，在完成水迷宫实验后第二天（HIBD后34天），处死大鼠取脑，用称重法评估脑萎缩程度，并切片行HE染色观察海马病理变化。结果1. HIBD模型缺氧过程中各HIBD组动物出现发绀，呼吸深快，站立不稳，嗜睡，甚至抽搐、角弓反张等；建立HIBD模型后48小时镜下观察，发现HIBD组、HIBD+Hemin组和HIBD+ZnPP组均可见典型的脑梗死和出血，假手术组及正常对照组未见相应改变。镜下特征为：HIBD+Hemin组其梗死灶明显较HIBD+ZnPP组小，出血减轻，HIBD组病理变化居于两者之间；HIBD后72小时脑含水量测定，HIBD+ZnPP组缺血侧脑含水量高于HIBD组和HIBD+Hemin组(P<0.01)，HIBD组则高于HIBD+Hemin组(P<0.01)。2. HO-1和CYGB的表达在0、24、48小时各时间点，HO-1和CYGB在HIBD+Hemin组、HIBD组和HIBD+ZnPP组海马和皮质神经元胞浆中的表达均增高于假手术组和正常对照组（P<0.05或P<0.01），而且随着时间的增加，各HIBD组两者的表达递增。48小时时，海马HO-1表达的灰度值HIBD+Hemin组为124.92±6.49、HIBD组为146.00±2.82、HIBD+ZnPP组为165.72±4.28，HIBD+Hemin组的表达最高，HIBD组次之，HIBD+ZnPP组最低，各组间有显著差异（P<0.01）；海马CYGB表达的灰度值HIBD+Hemin组为124.69±3.78、HIBD组为153.72±6.22、HIBD+ZnPP组为162.43±5.33，HIBD+Hemin组表达亦高于HIBD组和HIBD+ZnPP组（P<0.01），HIBD+ZnPP组最低，各组间有显著差异（P<0.01）。5组海马HO-1及CYGB表达均高度相关，0小时的r为0.687-0.916、24小时的r为0.473-0.903、48小时r为0.659-0.962，皮质两者的表达亦有相同结果。3. Morris水迷宫试验定位航行实验结果示：5天总平均逃逸潜伏期HIBD+Hemin组为46.67±34s、HIBD组为71.04±30.5s、HIBD+ZnPP组为76.72±29.8s，三组尽管均比假手术组（38.32±30.3）s和正常对照组（36.72±30.8）s长（P<0.05或P<0.01），但HIBD+Hemin组明显短于HIBD组和HIBD+ZnPP组（P<0.01），而HIBD+ZnPP组也比HIBD组长（P<0.05）；空间探索实验示：HIBD组和HIBD+ZnPP组站台周边区域I搜索时间和搜索路程与假手术组和正常对照组比较，均有显著性差异(P<0.05或<0.01)，而HIBD+Hemin组与后两组之间无差异（P>0.05）。4. HIBD后第34天病理检查各HIBD模型组多发生脑空洞、脑软化和脑萎缩等病理改变。脑组织称重显示，HIBD左侧大脑萎缩(29.73士6.53)%、HIBD+ZnPP组脑萎缩(34.07士6.75)%、HIBD+Hemin组萎缩(18.33士4.52)%，HIBD+Hemin组显著低于HIBD组及HIBD+ZnPP组(p<0.01)，而HIBD+ZnPP组最重，与HIBD组亦有极显著差异(p<0.01)。镜下发现，HIBD组及HIBD+ZnPP组可见锥体细胞层变薄，大片神经元缺失，HIBD+Hemin组仅见少数神经元缺失。结论1．HIBD模型制造过程中，动物出现脑缺氧症状；模型制备后48小时病理观察，发现典型脑梗死及出血；72小时称重法显示，缺血侧脑含水量增加，说明本实验成功建立了HIBD模型。但HIBD+Hemin组HIBD的程度较轻，HIBD+ZnPP组HIBD的程度重，提示Hemin预处理对HIBD有保护作用。2．HO表达诱导剂Hemin使HIBD+Hemin组皮质和海马的HO-1表达升高，HO表达抑制剂ZnPP则使HIBD+ZnPP组HO-1表达下调。CYGB表达与HO-1有一致性，而且两者的表达呈现极明显的正相关，说明HIBD时HO-1对CYGB的表达有正性调控作用。3．Morris水迷宫试验显示，5天总平均逃逸潜伏期和空间探索实验的实验结果HIBD+Hemin组明显优于HIBD组和HIBD+ZnPP组，HIBD+ZnPP组最差，表明HO对CYGB表达的正性调控可改善实验大鼠的学习及记忆能力。4．Hemin干预后能显著减轻HIBD大鼠的脑萎缩、神经元缺失和空洞的形成等远期病理改变，而ZnPP干预后则使之加重，证明HO对CYGB表达的正性调控可减经HIBD实验动物的远期病变，并对与之相关的神经行为产生影响。