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目的:观察丰富环境联合重组腺病毒缺氧诱导因子-1ɑ（Hypoxia inducible factor-1,HIF-1ɑ）基因对脑缺血再灌注损伤大鼠缺血半暗带区葡萄糖代谢的影响,探讨二者联合作用的脑保护机制。方法:按随机数字表法将成年雄性SD大鼠随机分为:假手术（Sham）组、脑缺血再灌注模型组（Cerebral Ischemic and Reperfusion,CIR）组、重组腺病毒空载体（recombinant Adenovirus vector,Ad）组、重组腺病毒HIF-1α基因治疗（recombinant Adenovirus vector containing HIF-1αgene,Ad HIF-1α）组、丰富环境干预（Enriched Environment intervention,EE）组、丰富环境联合重组腺病毒HIF-1α基因治疗（EE+Ad HIF-1α）组。用改良Longa法制备右侧大脑中动脉阻塞（Middle cerebral artery occlusion,MCAO）模型,造模后共饲养28天。分别将无菌生理盐水、Ad及Ad HIF-1α注射到各组大鼠缺血侧侧脑室,Ad及Ad HIF-1α携带了绿色荧光蛋白（Green fluorescent protein,GFP）作为示踪标记。分别于术后1d、14d、28d对大鼠行神经功能评估后取材做相应检测。（1）丰富环境单独治疗部分:实时荧光定量PCR（RT-q PCR）和Western Blot检测脑缺血1天、28天时HIF-1α、葡萄糖转运蛋白-1（Glucose transporter 1,GLUT1）、6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-双磷酸酶3（6-Phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase-3,PFKFB3）的m RNA及蛋白表达情况。（2）Ad HIF-1α基因单独治疗部分:术后14d取Ad组及Ad HIF-1α组大鼠脑组织做成冰冻切片,于荧光显微镜下观察GFP的表达来确定转染情况;2,3,5-三苯基氯化四氮唑（2,3,5-triphenyltetrazolium chloride,TTC）染色计算术后14d脑梗死体积。取术后28d脑组织,用Western Blot检测HIF-1α、GLUT1和PFKFB3的蛋白表达情况。（3）丰富环境联合Ad HIF-1α基因治疗部分:分别于造模前0d及造模干预后1d、14d、28d对各组大鼠采用改良的神经损害严重程度（m NSS）评分进行评估。于术后28d取材进行以下实验:苏木素-伊红（Hematoxylin and Eosin,HE）染色观察缺血侧脑组织病理形态改变、尼氏染色法观察神经元尼氏小体数目,TUNEL染色检测缺血侧脑组织的细胞凋亡。免疫组化法检测缺血半暗带区GLUT1、PFKFB3的蛋白表达情况;高效液相色谱法（High performance liquid chromatography,HPLC）测定缺血半暗带区脑组织能量代谢产物ATP、ADP及AMP含量并计算EC值。结果:（1）丰富环境单独治疗部分:术后1d,CIR组和EE组的HIF-1α、GLUT1和PFKFB3 m RNA及蛋白含量均较Sham组显著增高（P<0.05）。术后28d,与CIR组相比,EE组HIF-1α、GLUT1和PFKFB3的m RNA及蛋白含量更高,差异有统计学意义（P<0.05）。（2）Ad HIF-1α基因单独治疗部分:术后14d,在荧光显微镜下观察到Ad组和Ad HIF-1α组大鼠脑组织中GFP的表达,GFP主要分布于大鼠侧脑室;TTC染色结果显示,术后14d,Ad HIF-1α组脑梗死体积较CIR组、Ad组减少（P<0.05）;术后28d,与CIR组、Ad组相比,Ad HIF-1α组HIF-1α、GLUT1和PFKFB3的蛋白含量较高（P<0.05）。（3）丰富环境联合Ad HIF-1α基因治疗部分:m NSS:各时间点Sham组大鼠m NSS评分均为0,神经功能状况良好,行为无异常;CIR组、Ad组、Ad HIF-1α组、EE组及EE+Ad HIF-1α组大鼠于术后1d均出现行走时转圈或向一侧倾倒等神经功能缺失体征,评分高于Sham组（P<0.05）。术后14d,Ad HIF-1α组、EE组及EE+Ad HIF-1α组的m NSS评分较CIR和Ad组持续降低（P<0.05）。术后28d,EE+Ad HIF-1α组评分分别低于Ad HIF-1α组、EE组（P<0.05）。HE:Sham组脑组织结构清晰,神经细胞规则排列,胞核居中,胞核胞质染色均匀一致。术后28d,CIR组、Ad组大鼠脑组织有明显梗死区,可见细胞水肿、神经元脱失或出现核固缩边缘化,组织疏松,缺血半暗带与同周边正常脑组织对比明显;Ad HIF-1α组、EE组及EE+Ad HIF-1α组细胞水肿、神经元脱失、核固缩、空泡等病理改变减少,且EE+Ad HIF-1α组细胞水肿等病理改变较Ad HIF-1α组、EE组改善明显。尼氏染色:术后28d,与Sham组相比,CIR组、Ad组缺血半暗带区尼氏小体数目减少（P<0.05）;与CIR组、Ad组相比,Ad HIF-1α组、EE组及EE+Ad HIF-1α组尼氏小体数目增加（P<0.05）,且EE+Ad HIF-1α组尼氏小体数目均较Ad HIF-1α组、EE组增高（P<0.05）。TUNEL:Sham组未检测出凋亡细胞,其余各组大鼠缺血侧皮质下均检测出凋亡的神经细胞;EE组、Ad HIF-1α组和EE+Ad HIF-1α组神经细胞凋亡数少于CIR组、Ad组（P<0.05）,且EE+Ad HIF-1α组分别与Ad HIF-1α组和EE组相比,凋亡的神经细胞数更少（P<0.05）。免疫组化及HPLC:术后28d,与CIR和Ad组相比,Ad HIF-1α组、EE组及EE+Ad HIF-1α组GLUT1、PFKFB3的蛋白表达均增高（P<0.05）,缺血半暗带区ATP含量及EC值增高（P<0.05）,且EE+Ad HIF-1α组均较Ad HIF-1α组、EE组增高（P<0.05）。结论:（1）长期的丰富环境干预可以改善局灶性脑缺血再灌注损伤大鼠神经功能,其机制之一可能通过上调缺血区脑组织HIF-lα及其下游基因GLUT1和PFKFB3的表达,改善脑缺血半暗带区葡萄糖代谢。（2）外源性Ad HIF-lα治疗可抑制局灶性脑缺血再灌注损伤大鼠神经细胞的凋亡,促进神经细胞存活进而改善神经功能障碍,其机制之一可能与葡萄糖代谢相关蛋白GLUT1、PFKFB3的表达上调有关。（3）丰富环境联合外源性Ad HIF-lα治疗比单一手段干预更能发挥局灶性脑缺再灌注损伤大鼠的神经脑保护作用,这可能与丰富环境能在某种程度上促进HIF-1α及其下游基因的表达有关。