研究背景:中枢神经系统的疾病和损伤不仅是人类健康的重大威胁,也是医学工作者研究的焦点和难点。采用胚胎神经干细胞移植治疗神经系统疾病和损伤已取得重大进展,并成功应用于帕金森病(Parkinson’s disease)、脑卒中(Stroke)等缺血性疾病以及颅脑外伤的治疗并取得很好的疗效。但神经干细胞存在来源缺乏、免疫排斥以及违背伦理等诸多缺点。避开胚胎神经干细胞(NSCs)的局限性,寻找替代NSCs的安全有效的新种子细胞成为近几年研究工作的新焦点。骨髓基质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是骨髓中的非造血类干细胞,因其独特的生物学特性,成为医学领域研究的热点。近年研究发现,骨髓MSCs不但具有多向分化潜能,而且MSCs所到达的组织微环境可诱导其定向分化,这一发现对干细胞移植和细胞替代治疗具有重要意义。MSCs不仅具有易于获取、分离、培养、扩增纯化,体外反复传代仍保持多分化潜能等优点,还具有诱导免疫耐受和免疫抑制的特性。更难能可贵的是,MSCs对中枢神经有保护作用。因此,骨髓MSCs已被广泛应用于干细胞移植、组织工程和器官移植免疫治疗等方面,为多种疾病的治疗带来了希望。一氧化碳中毒(carbon monoxide poisoning COP)亦称煤气中毒,多发生于密闭或通风不良的高浓度CO空间内。急性一氧化碳中毒对全身组织细胞均有毒性作用,对大脑皮质和海马区的影响尤为严重。许多急性中毒患者可出现严重的迟发性神经精神后遗症(delayed neuropsychiatric sequelae,DNPS)。一氧化碳中毒导致的脑损伤大大降低了患者的生活质量,给病人带来巨大痛苦。针对急性一氧化碳中毒所致脑损伤的治疗主要采用高压氧治疗为主,其他药物为辅的综合治疗,但治疗效果不甚理想。我们尝试将干细胞移植应用于急性一氧化碳中毒所致脑损伤的治疗。目的:观察骨髓基质干细胞对大鼠急性一氧化碳中毒脑损伤的作用并探讨其作用机制。方法:体外培养MSCs并标记,制备MSCs悬液:100～150mL/kg腹腔注射CO建立动物模型,随后将用PKH26试剂盒标记的MSCs经颈内动脉移植入脑损伤的大鼠体内;采用Morris水迷宫试验、神经功能缺损评分等方法检测大鼠神经系统功能;采用免疫组化、尼氏染色方法检测海马损伤区细胞变化。结果:(1)100～150mL/kg腹腔注射CO成功建立急性一氧化碳中毒的大鼠动物模型并通过水迷宫试验、神经功能评分、尼氏染色和免疫组化等方法对染毒大鼠脑部海马区的损伤情况进行宏观和微观的观察鉴定,并据此观察结果判定造模成功。(2)分别于MSCs移植1d、3d、5d、7d和1、4周后,分别采用神经功能评分和水迷宫试验检测MSCs组大鼠的神经功能恢复情况。结果显示,MSCs组大鼠空间学习能力明显提高,神经功能有所恢复。(3)尼氏染色和免疫组化显示脑部海马区损伤明显改善,细胞数量较移植前有所增加,细胞凋亡或坏死现象也相应缓解。结论:100～150mL/kg腹腔注射CO是一种安全可靠的建立急性一氧化碳中毒模型的方法;采用贴壁培养法体外培养干细胞是一种操作简单且成功率高的干细胞培养法;MSCs移植治疗大鼠CO中毒后的脑损伤具有较好的疗效。