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目的:分析缺血性脑卒中对神经血管单元(neurovascular unit,NVU)影响的相关基因及通路;RNA-seq分析三七(panax notoginseng,PN)对大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)大鼠的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并探索三七发挥神经保护作用的潜在机制;网络药理学分析三七多活性成分,对缺血性脑卒中NVU保护作用的关键基因和通路。方法:(1)通过GEO数据库挖掘,整合神经血管单元主要组成部分(神经元、星形胶质细胞、血管内皮细胞和周细胞)的GEO基因表达芯片,对影响缺血性脑卒中的关键基因和通路进行分析。(2)采用三七灌胃方式,治疗MCAO大鼠,并通过RNA-seq鉴定出三七干预组和模型对照组的差异表达基因,分析三七参与调控缺血性脑卒中的可能机制。(3)通过权威的中药数据库(TCMSP)筛选出三七的主要活性成分,结合多个数据库鉴定三七活性成分的靶点,并结合前2个部分研究的相关基因,整体分析三七保护脑缺血神经血管单元的潜在作用机制。结果:(1)神经元GSE54037芯片筛选出32个缺血性脑卒中靶基因,其中上调基因6个,下调基因26个。星形胶质细胞GSE3045芯片筛选出130个缺血性脑卒中靶基因,其中上调基因90个,下调基因40个。血管内皮细胞GSE76739芯片筛选出69个缺血性脑卒中靶基因,其中上调基因48个,下调基因21个。周细胞GSE109233芯片筛选出24个缺血性脑卒中靶基因。将4个芯片的靶基因整合后得到236个缺血性脑卒中神经血管单元靶点。GO分析结果显示,这些靶基因主要与生物粘附、免疫系统过程、细胞增殖、对刺激的反应、代谢过程、细胞杀伤和神经突触等生物过程有关。KEGG显著富集的信号通路有PI3K-Akt信号通路、HIF-1信号通路、补体与凝血级联、细胞因子-细胞因子-受体相互作用通路等。通过Cytoscape软件对PPI网络进行拓扑分析,VEGFA、IL6、CXCL8和SRC在整个网络的连接度均超过30,是本研究的关键基因。(2)经三七灌胃的MCAO大鼠与模型组相比,神经功能缺损评分明显降低(P<0.01)。RNA-Seq鉴定出PN/MCAO组817个DEGs(390个上调基因和427个下调基因)。DEGs的GO分析有助于揭示三七抗缺血作用的生物学过程包括调节细胞周期代谢过程、血管发育和神经递质转运。分子功能包括核酸结合、离子结合和DNA结合。细胞成分主要包括突触、突触后、谷氨酸能突触和氯通道复合体。KEGG分析主要涉及PI3K-Akt信号通道、钙离子信号通道、c GMP-PKG信号通道、AMPK信号通路等。(3)通过多个中药数据库挖掘,鉴定了三七12种活性成分1755个靶点,有420个靶点参与三七抗缺血性脑卒中的调节机制,同感与第一部分GEO芯片数据NVU的236个靶点结合分析,鉴定出48个三七保护脑缺血NVU作用的关键靶点,其中以IL6、VEGFA和CXCL8为核心靶点,主要参与调控NF-κB信号通路(CXCL8、SYK、PLAU、VCAM1、PARP1)、p53信号通路(CDK2、IGF1、IGFBP3、SERINE1)、PI3K-Akt信号通路(IL6、MMP2、SPP1、VEGFA、IGF1、CDK2、SYK)、Toll样受体信号通路(CXCL8、IL6、SPP1)等通路。结论:(1)通过对神经血管单元的基因芯片进行整合分析,得到可能参与缺血性脑卒中相关机制的关键基因(VEGFA、IL6、CXCL8和SRC),和调控通路(PI3K-Akt信号通路、HIF-1信号通路、补体与凝血级联信号通路)。(2)三七可以改善缺血性脑卒中大鼠的神经功能缺损症状,潜在的神经保护机制可能是调控PI3K-Akt信号通道、钙离子信号通道、c GMP-PKG信号通道和AMPK信号通路等来发挥作用。(3)三七具有多活性成分,通过多靶点、多途径作用于神经血管单元网络,其中IL6、VEGFA和CXCL8是潜在的关键基因,槲皮素可能在三七的药理作用中发挥重要作用。