外伤性脑损伤模型大鼠中经颅磁刺激对内源性神经干细胞作用的研究

【摘要】研究背景和目的外伤性脑损伤(traumaticbraininjury,TBI)在所有人群中都很常见,不分年龄、背景或健康状况。时代发展使得交通事故愈加频繁,TBI必然会成为我国一个沉重的公共卫生问题。影响TBI患者功能恢复的最大障碍是脑实质缺失。虽然脑损伤时机体内源性神经干细胞会增殖,但增殖水平有限且增殖后的存活率很低。促进内源性神经干细胞增殖和存活或许是治疗TBI的一个可行策略。经颅磁刺激(transcranialmagneticstimulation,TMS)是一种无创脑刺激(noninvasivebrainstimulation,NBS)技术,通过激活神经元或改变神经元兴奋性而发挥神经调控作用。在恰当的参数下,TMS能影响大脑局部血流,改变局部氧化应激水平,调节神经再塑(neuroplasticity)。另外,有研究提示TMS具有促进神经再生的能力。基于TMS已知的多种作用,结合TBI的病理生理过程,可得出TMS具有治疗TBI潜能的推论。但至今没有用TMS治疗TBI的研究发表,也没有专门的研究探讨TMS是否能影响TBI后内源性干细胞增殖。本研究尝试用重复经颅磁刺激(rTMS)治疗中度TBI大鼠,重点观察大脑内源性神经干细胞增殖情况。方法成年雄性SD大鼠,体重210-260g,用Feeney自由落体打击法造成中度TBI。用改良神经功能缺失评分(mNSS)评价大鼠PO1、PO7、PO14和P028的行为学表现。根据PO1行为评分,将大鼠分层随机分为对照组和经颅磁刺激组(TMS组)。从PO2开始行TMS,参数如下：电压700V,频率5Hz,TMS组每只大鼠每日接受900个脉冲刺激。在PO7、PO14、PO28三个时间点将大鼠分批处死,生理盐水和4%多聚甲醛心脏灌流后取脑,石蜡包埋切片,进行HE和免疫组化染色。利用HE切片测定冠状面脑组织面积,以此计算损伤侧脑组织相对健康侧的减少率。免疫组化染色指标包括细胞增殖标志物BrdU,神经干细胞标志物musashil,成熟神经元标志物NeuN,细胞凋亡标记物caspase-3。少数在PO14处死的大鼠(n=5)取脑后单独剥离SVZ行免疫荧光染色,染色指标包括BrdU、DAPI、DCX(神经元前体细胞标志物)和laminin(血管标志物)。BrdU、NeuN、caspase-3和DCX染色情况用视野内的阳性细胞数评价(阳性细胞密度),musashil用视野内阳性面积占全部脑组织面积的比例评价(阳性面积比)。部分大鼠在P02和P013行18F-FDGmicro-PET。结果(1)TMS组意外死亡率有明显低于对照组的倾向(15.79%vs37.14%,p=0.09)。(2)大鼠的mNSS评分在损伤后PO1-PO14逐渐改善,TMS组vs对照组,P07的评分近似(7.00±1.27vs6.20±1.92),而PO14评分有TMS组明显更低的倾向(3.38±1.47vs5.40±1.14,p=0.085)。(3)外伤性脑损伤后大鼠损伤侧大脑半球的脑组织相对减少率逐渐提高,其中P028时TMS组有明显低于对照组的倾向(32.80±3.0%vs38.59±3.2%,p=0.083)。(4)免疫组化染色中,两组损伤侧脑室背外角的BrdU阳性细胞密度在三个时间点均无显著差别；损伤侧脑室背外角musashil阳性面积比从P07到P028逐渐减少,两组间比较,对照组P07时高于TMS组,而P014和P028时低于TMS组,差别都不具有统计学意义；两组损伤灶周边区NeuN阳性细胞密度在三个时间点均无显著差别；损伤灶周边Caspase-3阳性细胞密度,三个时间点对照组的平均值都低于TMS组,其中P014时有对照组明显低于TMS组的倾向(p=0.062)。(5)P014取SVZ进行的免疫荧光染色中,对照组BrdU和DCX阳性细胞密度平均值都低于TMS组,差别没有统计学意义。(6)P02时,对照组和TMS组损伤侧大脑皮层和纹状体代谢水平都较正常侧减低；P013时,两组损伤侧皮层代谢水平都接近于正常侧,而纹状体代谢水平都较正常侧升高。对照组和TMS组之间比较无明显差别。结论对于遭受中度TBI的大鼠,TMS表现出了以下有利趋势：(1)明显降低大鼠TBI后死亡率的趋势,(2)明显改善TBI后行为恢复的趋势,(3)明显减少TBI后损伤侧脑实质丢失的趋势,这些结果与基于已有研究结果和TBI病理生理作出的推论相符,但对于另一个推论,即促进TBI后内源性神经干细胞增殖,本研究结果不能作为支持。TMS对刺激停止后24h的脑局部代谢无明显影响。
【作者】陆夏；
【导师】王任直；
【作者基本信息】北京协和医学院，临床医学，2014，博士
【关键词】外伤性脑损伤；经颅磁刺激；内源性神经干细胞；

【参考文献】
[1]马俊.高强钢热成形模具冷却水道优化设计及成形温度场分析[D].吉林大学,材料加工工程,2013,硕士.
[2]戴汝为,王飞跃,李春盛.怀念乔治·萨里迪斯教授[J].自动化学报,2007,02:3-4.
[3]刘现同.两周时期旅游文化探析[D].陕西师范大学,专门史,2004,硕士.
[4]戴莉莉.针刺环跳不同组织部位（结构）对大鼠坐骨神经急性损伤Bcl-2及Bax的影响[D].辽宁中医药大学,针灸推拿,2012,硕士.
[5]阮将军.隆回花瑶桃花图案的创新与应用研究[D].湖南师范大学,设计艺术学,2014,硕士.
[6]杨忠波.钛合金/不锈钢电子束钎焊界面组织及接头性能研究[D].哈尔滨工业大学,材料加工工程,2013,硕士.
[7]童泽水.嘉善县教师流动对教师工作绩效影响的实践研究[D].杭州师范大学,教育管理（专业学位）,2012,硕士.
[8]杜萍.转基因产品侵权法律问题研究[D].西南政法大学,经济法,2012,硕士.
[9]蔡龙平.基于物联网技术的配送车辆管理系统方案规划[D].郑州大学,物流工程（专业学位）,2013,硕士.
[10]路月仙.基于GIS的长江口滨岸潮滩环境信息查询系统开发与应用[D].华东师范大学,自然地理学,2004,硕士.
[11]陈海.我国农村合作金融发展模式研究[D].山东大学,工业工程（专业学位）,2012,硕士.
[12]买金花.阿尔茨海默病静息态功能磁共振研究[D].北京中医药大学,中西医结合临床内科,2014,硕士.
[13]苑琳琳.中医脾胃系疾病辨证诊断若干关键技术研究[D].浙江理工大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[14]应天煜.中国古村落旅游“公社化”开发模式及其权力关系研究[D].浙江大学,2006.
[15]袁嘉薇.三网融合内容监管的数字水印技术应用研究[D].华中科技大学,软件工程,2013,硕士.
[16]张坤琪.大庆市工业遗产保护与再利用研究[D].哈尔滨工业大学,科学技术史,2013,硕士.
[17]王移芝,金一,周围.基于“计算思维”能力培养的教学改革探索与实践[J].中国大学教学,2014,03:49-53.
[18]杨仲元,李林永,冯斌.塑料声测管的使用性能及外形设计[J].公路交通技术,2015,01:.
[19]聂慧.基于B/S的图书管理系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,软件工程,2012,硕士.
[20]申江涛,孙海洪,阿孜古丽·吾拉木.基于双库协同机制的知识发现结构及其应用[J].计算机工程与应用,2001,11:26-29.
[21]徐晗.我国慈善立法研究[D].河北经贸大学,法学理论,2013,硕士.
[22]杨宏兵,严洪森.知识化制造系统中动态调度的自适应策略研究[J].控制与决策,2007,12:1335-1340+1346.
[23]刘凤娜.基于信息技术的初中英语学习情景的创设与应用研究[D].山东师范大学,教育,2012,硕士.
[24]李艳.几类微分方程边值问题正解的存在性[D].山西师范大学,应用数学,2013,硕士.
[25]姚江红.科技局信息服务平台的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[26]丁艳玲.论医疗事故的损害赔偿[D].对外经济贸易大学,法律,2004,硕士.
[27]邵玲.我国特种设备安全监管问题探究[D].吉林大学,公共管理,2014,硕士.
[28]努尔顿.丝织物疵点智能化判别[D].苏州大学,纺织工程,2003,硕士.
[29]董骏.新技术对体育电视影响的研究[D].复旦大学,新闻学,2012,硕士.
[30]曲铁兵.川芎嗪预处理促进骨髓间充质干细胞迁移的体外研究[D].浙江中医药大学,中医临床基础,2014,硕士.
[31]彭开武.FIB/SEM双束系统在微纳加工与表征中的应用[J].中国材料进展,2013,12:728-734+751.
[32]殷伟夫.论构建我国公职人员财产申报制度的障碍及对策[D].苏州大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[33]郭诗龙.住宅空间可变性研究[D].北方工业大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[34]卢晓旭.应用基因富集及Meta分析方法跨种属筛选肝癌关键基因及候选分子Cdc25a的验证[D].广西医科大学,肿瘤学,2013,硕士.
[35]董臣强,谭明友,张明振,赵利平,宋志强.Kirchhoff积分法叠前深度偏移技术在孤岛地区的应用[J].石油地球物理勘探,2002,02:180-184+200.
[36]邵雅超.基于虚拟仪器的室内噪音分析[D].北方工业大学,控制工程,2013,硕士.
[37]樊小敏.旅游线路产品中的时间分配[D].华东师范大学,人文地理,2013,硕士.
[38]胡基学.支持物流业发展的财税政策研究[D].财政部财政科学研究所,财政学,2014,博士.
[39]陆向红,张秋红,卢美贞,窦晓,黄晨蕾,贾俊乾,计建炳.氮源种类及浓度对眼点拟微绿球藻生长密度、油脂产率和二十碳五烯酸含量的影响[J].生物工程学报,2013,12:1865-1869.
[40]曹建农,李德仁,关泽群.基于马尔科夫网视频图像目标检测跟踪方法研究[J].测绘科学,2004,06:45-49+4.
[41]詹和福.论民事诉讼中的证人作证制度[D].苏州大学,法律,2003,硕士.
[42]罗来超.尿素水解铵硝化特点对土壤供氮性及小麦根系生长的影响[D].河南科技大学,植物营养学,2013,硕士.
[43]张多维.宫泽贤治童话中的自我认同主题[D].湖南大学,日语语言文学,2011,硕士.
[44]朱礼营,方盈盈.多平衡点二维线性时不变切换系统的稳定性及镇定性[J].控制与决策,2015,04:599-604.
[45]陈荣.儿童慢性咳嗽三种常见病因分布及肺功能变化的研究[D].大连医科大学,儿科学,2012,硕士.
[46]张彦妮.基于邯郸市特色文化的城市夜景观设计研究[D].河北工程大学,建筑技术科学,2012,硕士.
[47]赫晓萍.金融市场收益率视角下的全国社会保障基金投资研究[D].辽宁大学,社会保障,2012,硕士.
[48]赵云生.新型车辆减振器技术[J].中国铁路.2002(06)
[49]李奇安,李平.对角CARIMA模型多变量自适应约束广义预测控制[J].控制与决策,2009,03:330-334+341.
[50]张小飞.ABS设计咨询公司绩效管理问题研究[D].南昌大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.