本研究由Jingyin Chen、Cong Qian、Hongyu Duan、Shenglong Cao、Xiaobo Yu、Jianru Li、Chi Gu、Feng Yan、Lin Wang和Gao Chen等研究人员共同完成，他们分别来自浙江大学医学院附属第二医院神经外科和温岭市第一人民医院神经外科。该研究于2015年发表在《Journal of Pineal Research》期刊上，题为《Melatonin Attenuates Neurogenic Pulmonary Edema via the Regulation of Inflammation and Apoptosis after Subarachnoid Hemorrhage in Rats》。
蛛网膜下腔出血（Subarachnoid Hemorrhage, SAH）是一种致命的中风亚型，通常由动脉瘤破裂引起，年发病率约为1/10,000。SAH不仅会导致严重的神经系统并发症，还会引发非神经系统并发症，如心脏、肺、胃肠道、肾脏和血液系统的问题。神经源性肺水肿（Neurogenic Pulmonary Edema, NPE）是SAH后的一种严重非神经系统并发症，与患者生存率下降和神经功能预后不良密切相关。NPE的发病机制尚未完全阐明，可能涉及血流动力学理论、炎症因子介导的肺毛细血管通透性增加以及肺细胞凋亡等机制。
褪黑素（Melatonin）是一种强效抗氧化剂，具有抗炎和抗凋亡作用。已有研究表明，褪黑素在SAH模型中能够降低死亡率并改善神经功能缺损，但其分子机制尚未明确。本研究旨在探讨褪黑素对SAH诱导的NPE的影响及其潜在机制。
本研究采用雄性Sprague Dawley大鼠作为实验对象，通过血管内穿孔法建立SAH模型。实验分为三组：假手术组（Sham组）、SAH+溶剂组（SAH+Vehicle组）和SAH+褪黑素组（SAH+Melatonin组）。褪黑素（150 mg/kg）或溶剂在SAH诱导后2小时通过腹腔注射给药，24小时后提取肺组织样本进行分析。
实验流程包括以下几个步骤： 1. SAH模型建立：通过血管内穿孔法诱导SAH，评估SAH的严重程度。 2. 药物处理：SAH+Melatonin组在SAH后2小时注射褪黑素，假手术组和SAH+Vehicle组注射等量溶剂。 3. 肺水肿评估：通过湿重/干重比（W/D）评估肺水肿程度。 4. 炎症和凋亡相关指标检测：通过Western blot检测肺组织中炎症因子（如IL-1β、MPO）和凋亡相关蛋白（如caspase-3）的表达水平，并通过TUNEL染色检测肺细胞凋亡情况。 5. 紧密连接蛋白检测：通过Western blot检测肺组织中紧密连接蛋白（ZO-1和occludin）的表达水平，评估肺泡-毛细血管屏障功能。 6. 基质金属蛋白酶（MMP）活性检测：通过明胶酶谱法检测MMP9的活性，评估其对肺泡-毛细血管屏障的破坏作用。
本研究表明，褪黑素通过抑制炎症反应和抗凋亡作用，减轻了SAH诱导的NPE。具体机制包括： 1. 抑制炎症反应：褪黑素通过下调IL-1β和MPO的表达，减少了炎症介导的肺泡-毛细血管屏障破坏。 2. 保护紧密连接蛋白：褪黑素通过维持ZO-1和occludin的表达，保护了肺泡-毛细血管屏障的完整性。 3. 抗凋亡作用：褪黑素通过抑制caspase-3的活性，减少了肺细胞的凋亡。
本研究首次揭示了褪黑素在SAH诱导的NPE中的保护作用及其分子机制。褪黑素通过抑制炎症反应和抗凋亡作用，减轻了肺水肿并改善了神经功能缺损。这一发现为SAH后NPE的治疗提供了新的思路，褪黑素可能成为一种潜在的治疗药物。
本研究的局限性在于未进一步探讨褪黑素对肺动脉高压的影响，且褪黑素对神经功能的改善可能是直接神经保护作用或通过减轻NPE间接作用的结果。未来的研究可以进一步探讨褪黑素对炎症因子和凋亡的具体调控机制。
本研究为SAH后NPE的治疗提供了新的理论依据，褪黑素作为一种潜在的治疗药物，具有重要的科学和临床应用价值。