磁刺激对大鼠神经干细胞的作用及机制研究-骨外科专业论文.docx

华中科技大学同济医学院 博土学位论文 日qz 自 1985 年 Barker 等人利用磁刺激技术首次在人体上实现大脑皮层的中枢神经 剌激以来，该技术在中枢神经系统疾病诊治中的应用越来越受到人们的关注。与 传统的电剌激榈比，磁剌激具有有效、无痛、无损伤和操作简便等优点，在脑、脊 髓以及深部神经剌激中具有明显优势 [1]。 从己有的研究来看，尚未发现临床用磁刺激对人体有任何确切的危害 {2叮:磁 剌激在中枢神经系统疾病诊断及评估中有很好的应用价值 {4·510 近几年随着磁刺激 技术的发展，人们把目光投向对其治疗性应用的探索，并且取得了:诸多肯定的效 果，例如，利用磁剌激体外无创性地激活脊髓损伤平面或平面以下残留神经细胞 的功能，在促进脊髓损伤后大小便功能、呼吸功能和运动功能的恢复等方面有突 出的疗效[64]: 磁剌激对急性期脊髓损伤有保护作用和促进神经再生的作用等等 PUla 总之: 1、磁剌激治疗性应用的语能还很大，值得进一步探索; 2 、相对于磁 剌激的应用来说，对其机理的研究还很欠缺; 3、随着应用的拓展，磁剌激安全性 问题的研究仍然很重要(121。 从电生理学的角度，人们将中枢神经的细胞分为两大类:一类是兴奋性细胞， 即神经细胞，具有活跃的电生理活动特性:另一类为非兴奋性细胞，如胶质细胞，它们 r 的电生理特性稳定叫磁剌激对中枢神经系统的作用，就是利用学磁场诱发组 织内产生感应电流从而刺激神经细胞这类可兴奋细胞而发 生的。近 10 年来，人们 发现在咱齿类动物或人的中枢神经系统内还存在着神经干细胞(N SCs) ，它能够分 化为神经元细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞[叭街具研究还发现神经 干 细胞 具有其子代细胞-斗申经元和神经胶质细胞的双重电生理特性 [ 14l ，因此磁剌激在兴奋 中枢神经细胞的同时也可能对深藏于其中的神经干细胞产生影响。而磁剌激对在 体和离体神经干细胞的作用，国内外尚未见研究报道。 近来对神经干细胞的研究让我们认识到，在疾病或外伤后，如能够正确的激 活内源性神经干细胞，就有可能使成年中枢神经系统再生 {15]: 除了激活内源性组 织干细胞外，利用神经 干细胞进行移植、和作为基因载体 在治疗脑损伤和神经变 性疾病方面也有很好的前景 [i6io 尚需解决的关键性问题有:如何在体内、外调控 华中科技大学同济医学院 博士学位论文 及定向诱导神经干细胞向所需的功能神经元方向分化，如何激活原位神经干细胞 达到自我修复的目的等等 [15-16J 。目前对于神经干细胞定向诱导分化的研究主要侧 重子化学性因素的作用但仍未取得共识性研究结论，物理性因素对神经干细胞分 化作用的报道不多。 基于上述背景，我们提出以下研究问题:磁剌激在兴奋中枢神经系统的同时， 对深藏于其中的神经干细胞有无影响?这种影响有没有对神经干细胞产生不安全 作用?其次，基于磁剌激对神经系统布诸多治疗性潜能骂奴才神经干细胞的定向 诱导分化有无促进作用? 为此，我们拟从以下几个方面展开研究: ， ，、 ...·、. 1、从新生大鼠脑组织取材并进行神经干细胞的分离与培养，用免疫荧光标记 技术鉴定神经干细胞，为下一步体外干预研究提供理想的细胞模型由 2 、用MTT 、流式细胞检测等技术，研究不同参数的磁剌激对离体神经干细胞 生长和分化的影响，以了解磁剌激作用于神经干细胞的安全性问题及评估促进定 向分化的作用。 3、用RT-PCR 、westem blot 等方法研究磁剌激对 CDK5 等基因和蛋白在神经 干细胞中表达的影响 9 对磁剌激神经干细胞效应的作用机制进行初步探讨。 4 、用组织免疫荧光技术、PCR 技术研究磁刺激对损伤脊髓 nestin 表达的影响， 以了解磁剌激对大鼠体内原位神经干细胞的激活作用，并探索磁剌激促进大鼠损 伤脊髓功能恢复的神经干细胞作用机制。 本课题首次应用磁刺激作用于离体和在体神经干细胞 F 旨在揭示其对神经干 细胞的作用并对其作用机制进行初步探讨，为开发物理因子在神经干细胞治疗中 的应用提供实验依据。 2 华中科技大学网济医学院 博士学位论文 参考文献 Barker AT. An introduct?on to the basic principles of nlagnetic nerve stimulation. J Clin Neurophysiol ，1991;8:26 Chokroverty S，Hening W，Wright 0，etal. Magnet?c brain stimulation: Safety studies. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 吉 1995，97:36 Pascual LA，Houser CM，Reese K暨 et al.