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为了进一步探讨锰的神经毒理学机制,本研究着重探讨神经发生在锰中毒神经病变过程中的作用,首次发现了锰对脑内神经发生的影响,并用神经干细胞移植的方法来治疗锰中毒并取得了良好疗效,为临床服务提供了实验依据。实验分为以下两部分:第一部分:锰中毒对小鼠脑内神经发生的影响及与其神经行为障碍的关系研究目的:探讨锰中毒对小鼠神经行为和脑内神经发生的影响。材料与方法:2周龄雄性昆明小鼠28只,分4组,每组7只,分别以0、5、20、50mg/（kg·d）剂量强度的氯化锰进行腹腔注射造成对照、低、中、高剂量染锰组,时间为2周。从染毒第7天开始用Morris水迷宫对小鼠进行学习记忆测试,用自主活动箱和旷场试验测试其精神行为。小鼠脑内神经干细胞的分裂增殖以腹腔注射BrdU来标记,灌注处死后用免疫组化方法分别检测SGZ和SVZ的BrdU阳性细胞、Nestin阳性细胞的分布数量以及海马CA3区GFAP阳性细胞数量等情况。计量资料差异比较采用单因素方差分析。记忆成绩与BrdU阳性细胞数、染锰剂量之间分别进行线性相关分析。结果:1、与生理盐水对照组相比,从水迷宫测试第3天开始高剂量染锰组学习成绩出现显著性降低(F1,11=12.404,P＜0.01)。至第5天各染锰组小鼠平均逃避潜伏期均延长,学习能力显著降低(F3,21=3.105,P＜0.05),其中以高剂量组最为明显(F1,11=3.832,P＜0.01)。在空间探索试验中,与对照组相比,中、高剂量染锰组穿环次数均呈明显减少（P＜0.01）。在自主活动箱实验中各组小鼠未见显著性差异（P＞0.05）;旷场试验只见高剂量组小鼠与对照组相比兴奋性提高（P＜0.01）。2、染锰各组小鼠SGZ和SVZ的BrdU阳性细胞数量均比对照组明显降低（P＜0.01）,且随剂量加大而减少,细胞数量均与染毒剂量呈负相关。3、相比对照组,中等剂量染锰组鼠脑SGZ和SVZ外侧角的Nestin阳性细胞数目显著性减少（P＜0.001）。4、与对照组相比,高剂量组的GFAP阳性细胞数目显著性减少（p＜0.05）,其他组未见异常;各组小鼠海马、隔区、杏仁核神经元未见显著性变化。5、记忆能力与染锰剂量呈负相关（rs=-0.598,P＜0.01）,空间记忆能力的减退和SGZ的BrdU阳性细胞数量的减少之间呈正相关（rs=0.734,P＜0.01）。小结:锰中毒对小鼠脑内的神经发生具有毒性作用,能减少神经干细胞的数量和增殖程度,同时对认知功能产生了不良影响并随剂量增高而加重。神经发生与小鼠的学习记忆能力之间具有正相关性,说明抑制脑内的神经发生能力是引起锰致脑功能障碍的重要因素,这可能是锰中毒神经系统发病的机理之一。第二部分:神经干细胞脑内移植对锰中毒的治疗作用研究目的:观察海马内、侧脑室内移植神经干细胞对锰中毒模型小鼠神经行为障碍的改善作用和NSCs在脑内的存活、迁移、分化情况。材料与方法:选用新生昆明小鼠20只,分离海马NSCs,采用悬浮培养法,用含有b27、bFGF、EGF的DMEM/F12无血清培养液进行体外培养,7天后传代,进行免疫组化鉴定,进行BrdU标记后以PBS代替培养基制作单细胞悬液供移植。48只2周龄小鼠分为6组,即生理盐水对照组、锰中毒组、锰中毒后侧脑室/海马移植NSCs组、锰中毒后侧脑室/海马假移植组,锰中毒小鼠以20mg/（kg·d）剂量染锰14天进行造模,然后分别行海马内和侧脑室内双侧对称移植NSCs,假移植组只注入等量PBS,正常组和锰中毒组不施以移植术。休息1周后用Morris水迷宫测试小鼠的学习记忆能力,然后运用BrdU+Nestin双标、BrdU+GFAP双标、BrdU+NF双标、BrdU+NSE双标等免疫组化技术检测移植的NSCs在宿主脑内的存活、迁移、分化情况。结果:1、原代和传代培养后的NSCs均能形成典型的克隆球,并经免疫细胞化学鉴定证实表达Nestin、BrdU阳性,具有干细胞的表达特性。2、锰中毒小鼠的学习、记忆能力与正常组小鼠相比明显降低（P＜0.05）。3、在侧脑室内移植NSCs治疗锰中毒的实验中:1)在水迷宫训练的第5天,侧脑室内移植NSCs组小鼠的平均逃避潜伏期缩短,与假移植组相比均具有显著性差异（P＜0.05）。在空间探索试验中,侧脑室内移植NSCs组的穿环次数与移植盐水组、锰中毒组相比均有显著升高（P＜0.05）,而与正常组无显著性差异（P＞0.05）。2)BrdU免疫组化单标显示,移植入的NSCs沿着针道大量分布、存活,并迁移到侧脑室室管膜下层、海马、嗅球等部位存活,其中以侧脑室外侧角最为明显。部分迁移到外侧角和齿状回的NSCs显示Nestin阳性;而另一部分迁移到室管膜下层的NSCs则同时表现出GFAP特性。4、在海马内移植NSCs治疗锰中毒的实验中:1)海马移植NSCs组小鼠的平均逃避潜伏期从第2天开始与假移植组比较已缩短,其学习能力出现显著性增强（P＜0.05）,至第5天差异更明显（P＜0.01）;从第4天开始,移植NSCs组小鼠学习成绩相对锰中毒组明显增强（P＜0.05）;而5天中与正常组小鼠的学习成绩无统计学差异（P＞0.05）。在空间探索试验中,海马移植NSCs组的记忆力相对假移植组显著增强（P＜0.01）,与锰中毒组相比也有增强（P＜0.05）,与正常组无显著性差异（P＞0.05）。2)BidU免疫组化单标显示,移植入的NSCs沿着针道大量分布、存活,在针道末端沿着齿状回颗粒下层在海马内迁移,还可迁移至嗅球僧帽层存活。存活于海马的部分NSCs显示Nestin阳性,其它的NSCs则表现出GFAP或NF阳性。小结:神经干细胞脑内移植可以提高锰中毒小鼠的学习记忆能力,并且以海马内移植效果更为明显。植入锰中毒模型小鼠侧脑室和海马内的新生小鼠海马NSCs,均能存活、迁移、分化,参与了锰中毒小鼠脑结构和功能的修复,说明神经发生能力的提高对锰中毒起到了重要的治疗作用。总结:锰中毒对脑内神经发生产生抑制作用并伴有神经功能障碍,神经发生与学习记忆能力也呈明显的正相关性,二者都与锰中毒存在着明显的剂量一效应相关性,而用神经干细胞移植来促进脑内神经发生,进行相关治疗,能有效改善神经行为症状,表明脑内神经发生能力的受损在锰中毒的神经病变过程中起到了重要作用,并提示干细胞替代治疗锰中毒具有较好的临床应用价值。