研究背景:干细胞是机体内存在的一类特殊细胞,它们显著的生物学特性是既有自我更新的能力又具有多向分化的潜能,这种具有多潜能细胞存在于成年个体的许多组织和胚胎中。目前研究较为深入的干细胞主要有:骨髓干细胞(MSC)、神经干细胞、胚胎干细胞。其中骨髓干细胞和神经干细胞已被认为具有令人鼓舞的潜能。最先开展的骨髓干细胞移植的有诸多优点:①MSC取材方便,培养简单;②可静脉注射,移植方便;③MSC具有多向分化功能,携带人体全部基因组,可同时对骨骼肌、心肌、神经系统等受损组织进行修复;④MSC易于被外源性基因转染,便于基因操作,可能开展自体移植。然而,粒细胞集落刺激因子(G-CSF)动员MSC重新释放入血,对病变组织进行修复,这种“自身移植”可有效减少异体移植的免疫排斥反应以及其操作方便,病人痛苦小、经济有效,并发症少等优点,更值得我们去探讨、研究。目的:通过实验观察G-CSF动员MSC治疗液化氮冷冻所致SD大鼠重型颅脑损伤动物模型,从免疫组化和神经功能恢复两方面观察G-CSF对颅脑损伤的治疗效果。材料和方法:应用G-CSF动员SD大鼠骨髓干细胞释放入血,通过循环系统到达神经系统的病变组织,骨髓干细胞在特定环境下分化为神经细胞,参与受损的神经组织修复与功能重建。实验采用雄性健康SD大鼠,体重200克左右。动物造模后选择符合重型颅脑损伤标准的动物随机分为三组:1、对照组给予三磷酸腺苷等;2、实验组1给予G-CSF;3、实验组2给予G-CSF同时给予丹参和神经节苷脂(GM1)。各组用药共2周。分别于术后每周对各组SD大鼠进行神经损害程度评分,共一月。术后每周各处死2只大鼠,共四周,然后对大鼠脑组织进行免疫组化检测,了解新生的神经细胞分布情况。从神经功能恢复和免疫组化两方面观察G-CSF对动物颅脑损伤的治疗效果。结果:本实验对照组的第1、2、3、4周损伤区域可见1-2个nestin阳性细胞,损伤机体通过自身调节进行自身修复,由于动物自身干细胞数量不足,自身修复能力很差。单纯用G-CSF实验组各周在损伤区域可见的8-10个nestin阳性细胞,与对照组组相比明显增多。动物功能恢复程度也明显高于对照组。应用G-CSF、丹参和GM1的实验动物比单纯用G-CSF在各周损伤区域见到的nestin阳性细胞增多,功能恢复程度也明显优于后者。丹参有扩张血管、防止红细胞凝集及抗血栓形成等作用,丹参使脑受损区血液供应量,有利于骨髓干细胞存活并进一步分化为神经细胞。GM1是神经细胞膜的组成成分,在神经发生、生长、分化过程中起必不可少的作用,对干细胞的生存、生长具有重要作用;同时对于损伤后的神经修复也非常重要,具有促进神经再生、促进神经轴突生长和突触形成、恢复神经支配功能,即通过促进各种形态、生化、组化、神经生理及行为参数的改善,最终可以加速神经修复,最大程度地恢复原有的神经功能。以上因素使实验组2的动物比单纯用G-CSF的实验组1的功能恢复更好。损伤侧nestin阳性细胞数均值明显高于未损伤侧。可能与受损脑组织的微环境与未损伤侧不同,干细胞具有向损伤区积聚的能力,因而促使骨髓干细胞更多的到达受损组织。结论:实验结果表明利用G-CSF动员体内的骨髓干细胞可能诱导分化为神经细胞,新生的神经细胞通过促进神经再生、促进神经轴突生长和突触形成、促进神经重构的作用,从而促进神经保护和促进功能恢复的作用。G-CSF还可能有其它机制促进神经功能恢复还有待于我们进一步研究,还需要有其它的免疫组化证实荧光染色的细胞是G-CSF动员的骨髓干细胞。