目的:研究骨髓间充质干细胞(BMSCs)源性的干细胞活性生长因子对体外培养的神经干细胞增殖、分化及低氧耐受的影响,以及对大鼠脑创伤模型的体内损伤修复效果,为未来脑创伤神经功能恢复提供理论指导和实验依据。方法:(1)原代分离培养SD大鼠BMSCs,流式细胞术测定特异性的表面标志蛋白的表达。(2)酶联免疫吸附测定(ELISA)方法检测培养48 h的BMSCs条件培养液中BDNF、IGF-1、VEGF和NGF的蛋白质水平,了解BMSCs条件培养液中的主要干细胞活性因子的表达水平。(3)原代分离培养大鼠的神经干细胞(NSCs),将其培养于含间充质干细胞活性因子的培养环境中,观察细胞克隆球的生长情况,以及其向神经元和神经胶质细胞分化潜能;建立氧糖剥夺模型,检测上清液中的乳酸脱氢酶(LDH)含量,观察干细胞活性因子对低氧应激环境下的NSCs的保护作用。(4)制作冲击性脑损伤大鼠模型,给予干细胞活性因子治疗,观察脑损伤大鼠术后一般情况,水迷宫实验检测实验动物的神经功能恢复情况。(5)行HE染色进行大体病理组织学观察;干/湿重法检测脑水肿程度。(6)荧光定量PCR方法检测实验大鼠脑组织中目标基因IL-1β、Gap43、Jun、和TNF的表达;免疫组织荧光方法检测目标蛋白BrdU+NeuN、BrdU+GFAP的表达;Western Blot方法检测目的蛋白NF-κBp65在脑组织中的表达情况。结果:(1)流式细胞术检测结果显示,本实验所培养的第四代骨髓源性的细胞表达间充质干细胞的标记蛋白CD90和CD105的阳性表达率均高于95%;同时表达造血干细胞标记物CD34的阳性表达率和成熟造血细胞的标志蛋白CD45的阳性表达率均低于5%。证实所培养的细胞为高纯度的BMSCs,符合实验要求。(2)酶联免疫吸附测定实验结果显示,第4代至第14代BMSCs表达VEGF水平始终维持在400 pg/ml浓度以上,IGF-1的水平一直维持在100pg/ml-150 pg/ml浓度之间,NGF维持在380 pg/ml-430 pg/ml浓度之间,BDNF的水平维持在310 pg/ml-330 pg/ml浓度之间。(3)原代分离培养的大鼠神经干细胞(NSCs)培养于含BMSCs细胞活性因子的培养环境中,细胞克隆球较单纯NSCs培养基培养具有更快的生长速度;并且BMSCs细胞活性因子能够诱导NSCs更容易向神经元分化;氧糖剥夺模型实验结果显示,BMSCs细胞活性因子能够增强NSCs对低氧应激的耐受能力。(4)冲击性脑损伤大鼠模型结果显示,假手术组实验大鼠在麻醉清醒后精神状态迅速好转,大鼠体重较术前无明显变化;脑损伤模型(TBI)组实验动物能够出现明显偏瘫,主要表现为创伤对侧肢体不活动或活动明显减少,体重于手术初期下降明显,后稍有回升;TBI+干细胞活性因子治疗组实验动物亦出现明显偏瘫现象,体重于手术初期亦下降明显,但在5天之后回升较快,最终体重优于TBI组。水迷宫实验检测结果显示干细胞活性因子治疗组实验动物具有更佳的神经功能恢复能力。(5)HE染色实验结果显示,假手术组脑组织完整,结构正常,细胞形态符合正常大鼠脑组织组织与解剖结构特点;TBI组创伤侧大鼠脑组织可见明显创伤灶,脑组织结构紊乱;活性因子治疗组创伤侧大鼠脑组织同样可见细胞排列较TBI组相对更为规整。干/湿重法检测结果显示TBI组脑组织水肿程度最高,活性因子治疗组的脑水肿程度明显低于TBI组。(6)荧光定量PCR方法检测结果显示,TBI组实验大鼠脑组织中IL-1β、Jun和TNF的表达水平明显高于假手术组,干细胞活性因子治疗能降低TBI后上述因子的mRNA表达水平;实验大鼠脑组织中GAP43的表达水平于TBI后第3天时处于较低水平,随后逐渐升高,干细胞活性因子治疗后能增加GAP43的表达水平;免疫组织荧光方法检测结果显示,脑创伤大鼠创伤侧海马BrdU、NeuN和GFAP的表达水平均明显高于假手术组,活性因子治疗组则可进一步提高BrdU/NeuN的蛋白质表达水平;Western Blot方法检测结果显示NF-κBp65在TBI组实验大鼠脑组织中的蛋白表达水平明显高于假手术组,活性因子治疗组则可降低该蛋白的表达水平。结论:(1)培养第4代至第14代的BMSCs始终维持表达较高水平的VEGF、IGF-1、NGF和BDNF,对周围细胞具有持续的细胞营养作用。(2)BMSCs细胞活性因子能够促进NSCs克隆球的增殖,诱导NSCs更容易向神经元分化,此外BMSCs细胞营养因子能够增强NSCs对低氧应激的耐受能力。(3)BMSCs细胞活性因子能够促进内源性的NSCs动员,并诱导NSCs易于向神经元分化。(4)BMSCs细胞活性因子能够帮助脑创伤大鼠增进学习和记忆功能的恢复,改善运动能力,降低炎症水平,抑制细胞凋亡。