导语：中华医学会将今年世界卒中日主题定为「卒中救治，分秒必争」，中国卒中学会定为「卒中防治，即刻行动」。而就在三个月前，国家医保局公布的一组数据，让"分秒必争"有了更沉甸甸的注脚——2023—2025 年，脑梗死医保结算住院人次累计突破 4500 万，连续三年位居所有疾病榜首。数字背后，是急性缺血性脑卒中（AIS）对居民生命健康的巨大威胁，也是基础与转化研究必须回答的问题。
今天，我们不复述诊疗指南，而是做一场面向科研工作者的学术科普讲座：一根血管堵住之后，脑组织里究竟发生了什么？而我们又该如何在培养皿里、在实验动物身上，把这场"中风"可靠地重演出来？
图 0｜2026 年 10 月 29 日，第 21 个世界卒中日。左：今年主题与救治时间窗；右：梗死核心—缺血半暗带示意。舍为斯生物原创绘制。
一、被低估的"头号病种"：4500 万住院人次意味着什么
2026 年 8 月 7 日，国家医保局发布《2023—2025 年医保结算住院人次 TOP10 疾病费用结构分析》。在以出院人次排序的榜单上，脑梗死位列第一，三年累计医保结算住院超过 4500 万人次，次均住院费用 8441.23 元；药品费用占比呈逐年下降趋势，三年分别为 29.22%、27.42%、26.01%。紧随其后的，是肺感染、冠状动脉粥样硬化性心脏病、支气管肺炎与 2 型糖尿病——心脑血管慢性病，已成为我国首要的住院疾病负担。
把视角从医保结算拉到流行病学，图景同样严峻。《中国脑卒中防治报告（2024）》显示，脑卒中仍是我国居民致死与致残的首要病因，每年新发约 300 万例、死亡超过 150 万例；40 岁及以上人群现患人数约 1300 万；平均每 11 秒有 1 人发生卒中，每 19 秒有 1 人因卒中离世，且 2024 年全国发病率较 2023 年增长约 5%，发病年龄谱持续下移。全球疾病负担（GBD）研究进一步提示，脑卒中是我国伤残调整生命年（DALYs）的首位原因。
在卒中家族中，缺血性脑卒中（脑梗死）约占 70%–80%（不同统计口径在 60%–85% 之间略有差异），其本质是脑供血动脉狭窄或闭塞，导致局部脑组织缺血、缺氧、坏死软化，进而出现神经功能缺损。它也是本文的主角。
对临床而言，关键词是"时间"：静脉溶栓的黄金时间窗为发病后 4.5 小时、部分患者可延至 6 小时，多模影像筛选下机械取栓窗可延长至 24 小时；每延迟 1 分钟，约 190 万个神经元不可逆丢失。但对科研而言，时间窗之外还有一道更长的难题——把血流通开之后，脑损伤并未停止。
图 1｜中国脑卒中疾病负担与卒中亚型构成。数据来源：国家医保局（2026-08-07）、《中国脑卒中防治报告（2024）》、GBD 2021/2023。舍为斯生物原创绘制。
二、一根血管堵住之后：缺血级联与神经血管单元
2.1 两个区域：梗死核心与缺血半暗带
脑组织对血流灌注的下降并非"全或无"。梗死核心区脑血流（CBF）常低于正常的 10%–15%，数分钟内即发生能量衰竭与不可逆坏死；围绕核心的缺血半暗带，CBF 约为正常的 20%–40%，神经元电活动静默但细胞膜尚完整，属于"可挽救组织"。半暗带可存在长达 48 小时，但反复发作的扩散性去极化持续消耗能量，会不断把它推向梗死核心。一切急性期治疗的本质，都是与时间争夺半暗带。
2.2 一条级联：从能量衰竭到免疫浸润
缺血发生后的数秒至数周，脑内依次上演一场高度有序又彼此放大的"缺血级联"：①血管闭塞、CBF 骤降 → ②ATP 耗竭、Na⁺/K⁺ 泵失效、膜去极化 → ③谷氨酸大量释放，NMDA/AMPA 受体介导 Ca²⁺ 超载（兴奋性毒性）→ ④线粒体功能障碍、ROS 爆发、脂质过氧化 → ⑤多种程序性细胞死亡并行（凋亡、焦亡、铁死亡、坏死性凋亡）→ ⑥MMP-9 降解紧密连接、血脑屏障（BBB）破坏与脑水肿 → ⑦中性粒细胞、单核/巨噬细胞、T 细胞等外周免疫细胞浸润 → ⑧慢性炎症、胶质边界形成与血管/白质重塑。
这里存在一个著名的"再灌注悖论"：恢复血流是救治的前提，但血流重建本身会带来继发性损伤——活性氧爆发、钙超载、炎症细胞涌入与出血转化。实验模型中，再灌注相关的继发损伤可占最终梗死体积的相当比例（有研究估计高达约 70%）。这也解释了为什么"开通血管"并不等于"治愈卒中"，以及为什么神经保护与抗炎策略始终是卒中研究的主战场。
2.3 一个单元：神经血管单元（NVU）
现代观点不再把神经元孤立看待。神经血管单元由脑微血管内皮细胞、周细胞、基底膜、星形胶质细胞足突、小胶质细胞与神经元共同构成，是卒中损伤与修复的基本功能单元。2025 年 Nature Neuroscience 的综述提出，卒中后的恢复需要基因表达、NVU 内细胞转分化、以及大尺度神经网络三个层次的重编程——这为"修复期"研究提供了整合框架。
2.4 近三年，CNS 级研究把机制推进到了哪里
近三年（2024—2025），Cell、Nature 系列期刊在卒中免疫与修复方向产出了一批标志性工作，这里择其要者：
• Cell（2025）· 硬脑膜—脑轴：Kothari 等发现肥大细胞特异性受体 Mrgprb2（人同源 MRGPRX2）在卒中后激活硬脑膜肥大细胞脱颗粒，通过切割化学排斥因子 semaphorin 3a，招募颅骨骨髓中性粒细胞经硬脑膜迁入脑内；药理抑制该受体可减轻炎症并改善小鼠神经结局。免疫细胞的"来源"，被拓展到了颅骨骨髓。
• Neuron（2025）· NETs 与情绪障碍：Liu 等报道，卒中后 BBB 通透性升高，外周中性粒细胞外诱捕网（NETs）携带的 Lcn2 进入脑实质，诱发星形胶质细胞增生与卒中后情绪障碍（PSED）；经颅直流电刺激可通过抑制 Lcn2 释放缓解表型。
• Nature Immunology（2024）· 单细胞免疫图谱：Garcia-Bonilla、Iadecola 与 Anrather 团队对卒中后 2 天与 14 天的脑与血液进行单细胞转录组测序，勾勒出小胶质细胞、单核来源巨噬细胞、中性粒细胞随时间的分化轨迹：巨噬细胞由血液单核细胞在脑内原位转分化，而中性粒细胞则持续从血液新招募。
• Nature Metabolism（2025）· 小胶质细胞胆固醇代谢：Zhao 与 Hao 团队鉴定出卒中相关的"泡沫样小胶质细胞"亚群，其胆固醇蓄积与代谢重编程驱动慢性神经炎症；通过遗传或药理激活 CYP46A1 减轻胆固醇负荷，可促进白质修复与功能恢复——把治疗窗从 4.5 小时延伸到慢性期。
• Nature Neuroscience（2024）· 伤口修复星形胶质细胞：O'Shea 与 Sofroniew 团队利用单核 RNA 测序与谱系示踪证明，病灶边界的修复型星形胶质细胞 90% 源自局部成熟星形胶质细胞去分化增殖，10% 源自少突胶质前体细胞（OPC），并发生持久的转录重编程。
• Nature Neuroscience（2025）· 多层次重编程：Li、Lo 与 Carmichael 等提出卒中恢复的整合框架——基因、细胞与网络三个层次必须协同重编程。
机制越复杂，就越需要可重复、可调控、可拆解的实验模型。 这正是下一节要回答的问题：脑卒中的细胞模型怎么做，动物模型怎么做。
图 2｜缺血级联反应与神经血管单元机制框架，及 2024—2025 年 CNS 级研究锚点。舍为斯生物原创综合绘制，机制依据见文末参考文献 [1]–[6]。
三、在培养皿里造一次"中风"：OGD/R 细胞模型怎么做
体外研究的主力模型是氧糖剥夺 / 复糖复氧（Oxygen-Glucose Deprivation / Reoxygenation, OGD/R）。它的逻辑非常直接：同时拿走氧气和葡萄糖，模拟缺血核心的能量代谢危机；再把氧和糖还回去，模拟临床溶栓或取栓后的再灌注损伤。
第一步，选细胞。 常用原代皮层/海马神经元（DIV 7–10）、小鼠海马神经元系 HT22、人神经母细胞瘤 SH-SY5Y、N2A，以及研究 NVU 时所需的脑微血管内皮细胞 bEnd.3、小胶质细胞 BV2、原代星形胶质细胞。细胞融合度控制在 70%–80%。
第二步，换无糖。 用 PBS 或无糖 EBSS 充分洗涤 3 次，彻底去除残留葡萄糖，随后换为无糖 DMEM 或 glucose-free Opti-MEM。残糖是 OGD 造模失败的常见隐形原因。
第三步，进三气培养箱。 关键在于三气培养箱对气体组分的精确控制：1% O₂、5% CO₂、94% N₂，37 ℃，湿度饱和；缺氧前需预平衡至少 30 分钟，并实时校准 O₂ 浓度。OGD 时长一般设 1–8 小时（常用 2–4 小时），需按细胞类型预实验标定——理想窗口是把细胞存活率压到 50%–70%，既造出稳定损伤，又留出药效保护空间。
第四步，复糖复氧。 换回含糖完全培养基，移入常氧培养箱（95% 空气 / 5% CO₂），在 4、12、24 小时等时间点动态取样，模拟再灌注进程。
第五步，读出。 常用的检测矩阵包括：活力与死亡（CCK-8/MTT、LDH、Annexin V/PI、TUNEL）、氧化应激与线粒体（DCFH-DA 检测 ROS、MDA/SOD/GSH、JC-1 膜电位、ATP、Fluo-4 测 Ca²⁺）、死亡方式与炎症机制（Bax/Bcl-2、cleaved-caspase-3、GSDMD-N、GPX4/FTH1、NLRP3/IL-1β/TNF-α），以及转录与表观组学层面的高通量读出。
表 1｜OGD/R 细胞模型关键参数速查
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参数 |
推荐设置 |
质控要点 |
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气体环境 |
1% O₂ / 5% CO₂ / 94% N₂，37 ℃ |
三气培养箱预平衡 ≥30 min，O₂ 实时校准 |
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培养基 |
无糖 DMEM / EBSS / glucose-free Opti-MEM |
PBS 或无糖平衡盐洗 3 次，去净残糖 |
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OGD 时长 |
1–8 h（常用 2–4 h） |
先做时长梯度，选存活率 50%–70% 的窗口 |
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复糖复氧 |
完全培养基，4 / 12 / 24 h |
95% 空气 / 5% CO₂，常氧同步换液对照 |
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对照设置 |
常氧对照 + 阳性药（如尼莫地平） |
排除换液与培养箱本身影响 |
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核心读出 |
CCK-8 / LDH / ROS / TUNEL / WB / qPCR |
生物学重复 ≥3，注意边缘孔效应 |
图 3｜OGD/R 细胞模型标准化流程与检测矩阵。参数依据 Cell Death & Differentiation (2025)、Scientific Reports (2026) 等研究；舍为斯生物原创绘制。
在舍为斯生物的细胞平台，这套流程已按上述逻辑标准化：以三气培养箱为核心，配合多种神经细胞类型与从活力、死亡方式到转录/表观组学的分层读出，可按课题目的灵活组合，并交付可复现的 SOP 与参数包。
四、在活体上复现一次"血管再通"：tMCAO 动物模型怎么做
细胞模型回答"机制是否成立"，动物模型回答"在完整机体里是否依然成立"。目前使用最广泛的，仍是 Zea Longa 于 1989 年建立的线栓法大脑中动脉闭塞（MCAO）模型。
流程要点。 以 C57BL/6 小鼠（8–12 周，22–26 g）或 SD 大鼠为例：异氟烷麻醉后行颈正中切口，分离颈总动脉（CCA）、颈外动脉（ECA）与颈内动脉（ICA），结扎 ECA 及翼腭动脉；自 ECA 残端插入硅胶包被的线栓，经 ICA 缓慢推进至大脑中动脉起始部，遇轻微阻力即停。小鼠常用头端直径 0.22±0.01 mm 的硅胶包被单丝，大鼠多用 3-0 / 4-0 尼龙线、进线深度 18–22 mm（小鼠进线深度约 10–12 mm，均需按体重预实验标定）。
缺血与再灌注。 缺血 60–90 分钟后回抽线栓即形成暂时性 MCAO（tMCAO），对应临床溶栓/取栓后的再灌注；线栓留置不拔则为永久性 MCAO（pMCAO），对应未获再通的大面积梗死；仅暴露血管、不插入线栓者为 sham 组。全程以 feedback 加热垫维持体温 37±0.5 ℃，并监测呼吸、血气与血糖。造模成功的金标准是激光多普勒或激光散斑显示 CBF 下降 ≥60%–80%，再灌注后回升——这一条不达标，后续所有数据都失去意义。
评价维度。 行为学（Zea-Longa 5 分制、mNSS、Bederson、转棒、平衡木、抓握力，远期可做水迷宫）、组织学（2% TTC 37 ℃ 避光孵育 20–30 分钟，正常组织呈玫瑰红、梗死区苍白；脑含水量干湿重法；HE/Nissl/TUNEL/FJC；免疫荧光 NeuN/GFAP/IBA1/Ly6G）、影像与免疫（激光散斑 CBF、小动物 MRI 的 DWI/PWI、伊文思蓝渗出、流式与多重免疫组化）、分子与组学（qPCR/WB/ELISA 检测 MMP-9、ZO-1、claudin-5、GPX4、GSDMD 等，以及单细胞/表观组学）。
表 2｜线栓法 MCAO 模型关键参数速查
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参数 |
小鼠 |
大鼠 |
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常用品系 |
C57BL/6，8–12 周，22–26 g |
SD，250–300 g |
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线栓规格 |
硅胶包被单丝，头端 0.22±0.01 mm |
3-0 / 4-0 尼龙线，头端包被 |
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进线深度 |
约 10–12 mm（依体重微调） |
18–22 mm |
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缺血时长 |
60 min（常用） |
90 min（常用） |
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成功判定 |
激光多普勒 / 散斑 CBF 下降 ≥60%–80% |
同左 |
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体温维持 |
37±0.5 ℃ 全程 |
同左 |
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主要终点 |
Zea-Longa / mNSS、TTC、脑含水量 |
同左 |
质量规范。 动物实验必须遵循 STAIR XI（Stroke, 2021）等国际共识：随机化与分配隐藏、结局盲法评估、生理参数监测、明确的入排标准（如 CBF 阈值）、样本量预先估算、雌雄兼顾并考虑老龄与高血压/糖尿病共病、永久性与暂时性模型双验证，以及持续至造模后 2–3 周以上的长期功能终点。这些不是"加分项"，而是决定数据能否走向转化的门槛。
图 4｜线栓法 tMCAO 动物模型标准化流程与评价体系。方法学依据 Zea Longa (1989)、STAIR XI (Stroke, 2021) 等；舍为斯生物原创绘制。
大、小鼠 tMCAO / pMCAO 造模，以及后续行为学、TTC 梗死体积、脑含水量、病理染色与分子评价，均属于舍为斯生物可开展的动物实验服务范围；所有方案均经伦理审批并按 STAIR 质控要点执行。
五、体外 + 体内：为什么必须"两条腿走路"
一个值得借鉴的范式来自 2025 年 Cell Death & Differentiation 关于 NLRX1 的研究：作者在大鼠 tMCAO 模型中发现梗死核心 NETs 蓄积与小胶质细胞吞噬功能障碍，再回到 OGD/R 处理的原代神经元/小胶质细胞中拆解 mTOR/TFEB—溶酶体—galectin-3 机制，最后回到在体水平验证干预效果。"体外拆机制、体内验转归"的闭环，正是当前卒中研究的主流范式。
两类模型各有不可替代的价值：OGD/R 通量高、变量可控、便于做剂量—效应与时间—效应、适合通路拆解与药物初筛；tMCAO 则保留了完整的 NVU、血流动力学、BBB 与外周免疫浸润，能给出行为学与远期转归。只有两者互相印证，才能显著降低单一模型带来的假阳性风险。
而今天，模型的下游还可以再走一步：从表型到调控网络。RNA-seq 回答"哪些基因响应了缺血"，ATAC-seq 回答"哪些染色质区域被打开"，CUT&Tag / CUT&RUN 以低投入刻画组蛋白修饰与转录因子结合，单细胞/空间转录组则把响应定位到具体的细胞亚群与空间位置——这恰好与前面提到的"单细胞图谱""转录重编程"等前沿发现无缝衔接。
图 5｜舍为斯生物脑卒中科研服务矩阵：从模型、表型、机制到多组学。原创绘制，服务内容以双方确认的实验方案为准。
从模型到机制，从表型到调控网络——舍为斯生物依托 6 大实验平台与 9 大创新服务，为脑卒中方向提供"体外 OGD/R + 体内 tMCAO/pMCAO + 多组学"的一站式科研服务，交付标准化 SOP、原始记录、统计分析报告与出版级图表，支持课题设计、基金申报与论文返修补实验。
结语：分秒必争，也在于每一组可复现的数据
今年世界卒中日的两个主题——「卒中救治，分秒必争」与「卒中防治，即刻行动」——说的是临床侧的识别与送医。而在科研侧，"分秒必争"有另一层含义：模型可靠，机制才可信；机制可信，转化才可期。
从 4500 万住院人次，到培养皿里的 1% 氧气，再到一根 0.22 毫米的线栓，我们量度的其实是同一件事——人类与脑卒中之间，那场关于时间的博弈。
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参考文献
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14. 国家医疗保障局.《2023—2025 年医保结算住院人次 TOP10 疾病费用结构分析》, 2026-08-07.
15. 《中国脑卒中防治报告（2024）》. 国家卫生健康委加强脑卒中防治工作减少百万新发残疾工程专家委员会.
数据与声明：本文流行病学数据引自国家医保局、《中国脑卒中防治报告（2024）》、GBD 及国家卫生健康委公开资料；文中示意图均为舍为斯生物原创绘制，机制框架依据上述 CNS 文献综合改编，非文献原图复制。本文为学术科普与技术交流用途，不构成任何诊疗建议；涉及动物实验的内容均须经实验动物伦理委员会审批后实施。实验参数需依据具体课题预实验优化。
