远程肢体缺血预处理通过激活PI3K/AKT通路增强脑血流发挥神经保护作用

这篇研究揭示了远程肢体缺血预处理（RLIPC）通过激活PI3K/AKT通路增强脑血流（CBF），在缺血性卒中（AIS）中发挥多阶段神经保护作用。研究结合临床影像技术（TCD/ULM/MRI）和动物模型（MCAO/R），证实RLIPC可改善超急性期M4/M5段血流灌注（46%梗死体积减少），促进亚急性期血管新生（CD34+细胞增加2倍），并通过上调BCL2A1/BDNF/VEGF等靶基因实现长期运动认知功能改善。

　　

摘要

急性缺血性卒中（AIS）是全球致残致死的主因，血管再通后脑血流（CBF）恢复不足是康复关键障碍。本研究通过多模态影像技术揭示远程肢体缺血预处理（RLIPC）的神经保护机制：人类志愿者经RLIPC后经颅多普勒（TCD）显示大脑中动脉（MCA）阻力指数降低28%；大鼠MCAO/R模型中，超声定位显微镜（ULM）首次捕捉到RLIPC显著增强超急性期MCA-M4/M5分支灌注，同时梗死体积减少46%，神经元凋亡率降低61%。亚急性和慢性期阶段，RLIPC进一步促进血管新生（密度提升2.5倍）并改善运动认知功能，9.4T磁共振证实其通过增强类淋巴清除（53%）和神经传导发挥作用。机制研究表明，RLIPC激活PI3K/AKT通路，上调抗凋亡（BCL2A1）、促血管（HIF-1α/VEGF）和神经营养（BDNF）基因表达。

1 引言

当前静脉溶栓和机械取栓虽使血管再通率达85%，但脑组织代谢需求仍难满足。相比原位缺血预处理（SIC），RLIPC具有无创安全优势，其通过短暂肢体缺血/再灌注循环激活内源性保护机制。既往研究提示RLIPC可能通过免疫调节、抗炎等途径发挥作用，但长期血流恢复与神经功能改善机制尚不明确。本研究创新性整合临床级影像技术（LSF/ULM/9.4T MRI）与分子生物学手段，系统评估RLIPC在卒中后超急性期（6h）、亚急性期（14d）和慢性期（33d）的三阶段保护效应。

2 结果

2.1 超急性期脑血流恢复

人类TCD显示RLIPC使MCA阻力指数从0.64降至0.46。大鼠模型中，ASL-MRI测得RLIPC组相对脑血流（rCBF）提升1.38倍，ULM高清成像揭示血流增加主要源于MCA远端M4/M5段（密度增加1.42倍），而近端M3分支数量无显著差异。

2.2 梗死与凋亡抑制

三维MRI重建显示RLIPC组DWI高信号区域体积仅为对照组的54%，HE染色验证梗死面积显著缩小。NeuN⁺TUNEL⁺双标显示神经元凋亡率降低至对照组的39%，提示RLIPC通过维持血流灌注有效保护缺血半暗带。

2.3 亚急性期血管新生

第14天时，TOF-MRA显示RLIPC组MCA-M1/2段血管造影评分提升2倍，ULM显示皮层区血管密度增加1.57倍。CD34免疫荧光证实新生血管数量达对照组2.04倍，同期梗死体积持续缩小43%。

2.4 慢性期持续保护

第33天ASL-MRI显示rCBF仍保持1.34倍优势，TOF-MRA可见完整MCA-M1/2分支显影。DTI纤维追踪显示RLIPC组白质纤维束数量（2.10倍）和直径（1.35倍）显著增加，LFB染色证实髓鞘损失减少53%。

2.5 类淋巴系统激活

Gd-DTPA增强MRI显示RLIPC组皮层信号强度降低51%，伊文思蓝清除率提升3.7倍，证实其促进代谢废物清除。SOX2⁺/Nestin⁺神经前体细胞数量增加2.2倍，提示神经再生增强。

2.6 行为学改善

旋转棒测试显示RLIPC组跌落潜伏期延长，Y迷宫交替率提升3.62倍（p<0.001）。步态分析显示后肢着地面积比从0.64恢复至1.03，证实运动协调性长期改善。

2.7 分子机制

RNA测序发现PI3K/AKT通路关键基因表达变化：抗凋亡基因BCL2A1上调，促炎因子Tnfsf10下调。Western blot验证p-PI3K/p-AKT蛋白表达增加，PI3K抑制剂NVP-BKM120可逆转RLIPC对BDNF/VEGF的诱导效应。

3 讨论

相比传统神经保护剂的药代动力学局限，RLIPC通过持续激活PI3K/AKT通路形成级联保护：急性期通过BCL2A1抑制凋亡，亚急性期经HIF-1α/VEGF促进血管重建，慢性期依赖BDNF增强突触可塑性。研究创新点在于首次通过ULM实现MCA远端分支血流可视化，并证实RLIPC对类淋巴系统的调控作用。局限性包括未纳入雌性动物模型，未来需在非人灵长类中验证。

4 结论

RLIPC通过多靶点协同作用——急性期改善灌注、亚急性期促进血管新生、慢性期增强神经重塑，为缺血性卒中提供了一种无创、经济的治疗策略。其核心机制在于PI3K/AKT通路介导的血管-神经单元动态调控，具有转化临床应用潜力。