不同的动物模型都表明组织激肽释放酶（KLK）通过抑制细胞凋亡和炎症细胞侵润来减少心肾脑等器官损伤。Julie Chao和 Lee Chao在阻断大脑中动脉（MCAO）造成大鼠局部脑缺血的模型中，将ad.htk导入脑室后，能明显减少缺血诱导的神经功能损伤，缩小脑梗死面积，促进神经胶质细胞存活和迁移至缺血性半影区和中心，减少神经细胞和神经胶质细胞的凋亡，炎症细胞的侵润，促进新生血管生成和神经细胞再生，从而提高了存活率。脑MCAO后静脉持续微泵输入人组织激肽释放酶对缺血再灌注引起的行动障碍等神经功能恢复有直接作用。
MCAO引起的脑缺血再灌注破坏了血脑屏障，KLK基因或蛋白可通过血脑屏障进入脑缺血损伤区，进而发挥神经保护作用。形态学分析显示：KLK基因转导增强了存活率，促进神经胶质细胞迁移至缺血性半影区和中心。KLK基因导入后细胞存活率提高与与升高脑中NO水平和phospho-Akt,Bcl-2水平，减少半胱天冬酶－3活化，降低NAD(P)H氧化酶活性，抑制超氧化物产生有关。这说明KLK基因或蛋白转入对脑缺血性损伤的保护作用不依赖于其扩血管，降血压作用，而是通过以下途径：促进神经胶质细胞存活和迁移，通过抑制氧化应激和抑制Akt-Bcl-2信号转导通路来抑制凋亡。
研究显示激肽在细胞迁移和凋亡方面的效应能被B2 R拮抗剂艾替班特阻滞，表明B2 R介导这些作用，B2 R在保护缺血脑卒中的作用同时也在B2 R缺陷鼠中得以证实。B2 R缺陷鼠在缺血再灌注（I/R）损伤后比野生型鼠表现出更明显的梗死范围和凋亡，更严重的行动障碍。它们在缺血第1天白细胞聚集比野生型鼠减少，但在缺血第3天白细胞聚集比野生型鼠多。有研究显示早期（脑缺血0.25 h～6.25 h）用B2 R拮抗剂可通过抑制水肿形成来减弱一过性脑缺血损伤。以上表明B2R有双重的效应：缺血早期促进炎症细胞的侵润，引起血管渗透性增加，但晚期通过促进Akt磷酸化，降低NAD(P)H氧化酶活性，抑制超氧化物起神经保护作用。
