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目的:了解超极化激活环核苷酸门控的阳离子通道(Hyperpolariation-activated cyclic nucleotide-gated channels,HCN)蛋白和mRNA表达在急性脑缺血时的变化,以探寻HCN通道在脑缺血时的病理生理意义。 方法:各组动物在适应性喂养7天后,制作SD大鼠急性局灶性大脑中动脉栓塞脑缺血模型,72只大鼠被随机分为8组:(1)假手术组,(2)缺血2h再灌注0h组,(3)缺血2h再灌注2h组,(4)缺血2h再灌注4h组,(5)缺血2h再灌注6h组,(6)缺血2h再灌注10h组,(7)缺血2h再灌注14h组,(8)缺血2h再灌注22h组,每组各9只。各组动物分别做以下检测:运用行为学评分,TTC染色和HE染色的方法,检测急性脑缺血再灌注不同时间点神经行为学和神经元损伤情况;运用荧光定量PCR法,检测急性脑缺血再灌注不同时间点HCN1-4的mRNA的转录水平的动态变化;运用免疫组织化学法,检测急性脑缺血再灌注不同时间点HCN1-4蛋白的表达水平变化。 结果:(1)行为学评分和脑缺血梗死面积结果显示:与假手术组相比,各缺血组行为学评分和梗死面积均显著高于假手术组(p<0.05),表现为随着脑缺血再灌注时间的增加,脑缺血损伤程度增加。在脑缺血2h再灌注4h时,梗死面积达到一个高峰后下降,随后脑梗死面积再继续持续上升增大。(2)通过HE染色,从形态学角度来观察急性脑缺血后神经元的损伤情况,结果显示:急性脑缺血再灌注后,各组四个区域(Cortex区,海马CA1区,海马CA3区,海马DG区),均显示出随着再灌注时间的延长,脑组织损伤逐渐加重的趋势。(3)荧光定量PCR检测结果显示:a.随着再灌注时间延长,与假手术组比较,Cortex区HCN1 mRNA的表达逐渐上调,至缺血2h再灌注6h组达到最高峰,后开始逐渐下调;与假手术组相比,缺血2h再灌注6h组,缺血2h再灌注10h组,缺血2h再灌注14h组,HCN1 mRNA表达变化上调(p<0.05),其他组与假手术组比无显著性差异(p>0.05);Hippocampus区的HCN1 mRNA的表达的变化是:缺血2h再灌注4h组,缺血2h再灌注10h组,缺血2h再灌注14h组与假手术组比表达显著上调(p<0.05),其他组与假手术组比无统计学意义(p>0.05);b.Cortex区HCN2 mRNA的表达的变化是:缺血2h再灌注6h组和缺血2h再灌注14h组与假手术组比,表达均显著上调(p<0.05),其他组与假手术组比无统计学意义(p>0.05);Hippocampus区的HCN2 mRNA的表达的变化是:缺血2h再灌注6h组,缺血2h再灌注10h组,缺血2h再灌注14h组,缺血2h再灌注22h组,与假手术组比表达均显著上调(p<0.05),其他组与假手术组比无统计学意义(p>0.05);c.Cortex区HCN3 mRNA的表达,与假手术组比,各个缺血组表达均显著下调(p<0.05);Hippocampus区的HCN3 mRNA在各个缺血组,与假手术组比,其表达均显著下降(p<0.05);d.Cortex区HCN4 mRNA的表达的变化是:从假手术组开始,各个缺血组mRNA的表达开始逐渐上调,至缺血2h再灌注6h组达到最高峰,后开始逐渐下调;与假手术组比,缺血2h再灌注6h组表达显著上调(p<0.05),其他组与假手术组比无统计学意义(p>0.05);Hippocampus区的HCN4 mRNA的表达情况是:与假手术组比,各缺血组表达均显著下降。(4)急性脑缺血再灌注不同时间点不同部位HCN1-4蛋白表达变化为:a.HCN1蛋白:在Cortex区,和假手术组相比,缺血2h再灌注6h组HCN1蛋白表达显著增加(p<0.05),其他组与假手术组比无统计学意义(p>0.05);在CA1区表达检测为:各缺血组和假手术组相比,HCN1蛋白表达均显著减少(p<0.05);在CA3区的表达状况为,缺血2h再灌注4h组HCN1蛋白表达和假手术组相比,显著减少,而缺血2h再灌注10h组和假手术组相比,HCN1蛋白表达显著增加(p<0.05),其他组与假手术组比无统计学意义(p>0.05);在DG区表达为:各缺血组HCN1蛋白表达和假手术组相比,均显著减少(p<0.05)。b.HCN2蛋白:在Cortex区,和假手术组组比,缺血2h再灌注4h组和缺血2h组再灌注10h组HCN2蛋白表达均显著增加(p<0.05),其他组与假手术组比无统计学意义(p>0.05);在CA1区,缺血2h再灌注22h组HCN2蛋白的表达,和假手术组相比,显著增加(p<0.05),其他组与假手术组比无统计学意义(p>0.05);除缺血2h再灌注10h组外,其他缺血组在CA3区的HCN2蛋白的表达,和假手术组相比,均显著下降(p<0.05),缺血2h再灌注10h组与假手术组比无统计学意义(p>0.05);缺血2h再灌注10h组,缺血2h再灌注22h组在DG区HCN2蛋白的表达,和假手术组比,均显著增加(p<0.05),其他组与假手术组比无统计学意义(p>0.05)。c.各个缺血组和假手术组在Cortex和Hippocamous(CA1区,CA3区,DG区)HCN3蛋白的表达,在各时间点均为0 OD,无统计学意义。d.各个缺血组和假手术组在Cortex和Hippocamous(CA1区,CA3区,DG区)HCN4蛋白的表达,在各时间点均为0OD,无统计学意义。 结论:急性脑缺血再灌注发生后,HCN1、HCN2通道蛋白和mRNA的表达以及HCN3、HCN4 mRNA的表达在皮层和海马CA1、CA3、DG区均发生了不同程度的变化(上升、下降或不变),而HCN3,HCN4蛋白表达无明显变化,说明主要HCN1和HCN2通道参与了脑缺血发生发展的病理生理学过程。