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目的:通过体内体外实验设计观察低频弱磁(low frequency magnetic flux)在骨髓源神经干细胞移植对脑损伤大鼠(rats with brain injury)爬行功能改善的作用。观察到相关神经元标志物以及神经递质的表达改变,为脑损伤的临床治疗提供基础研究依据。方法:建立脑损伤大鼠模型,将64只SD大鼠随机分成四组,每组16只大鼠,分别为对照组(C组)、BM-NPCs组(B组)、磁场组(L组)和磁场+BM-NPCs组(LB组)。取3周龄SD大鼠骨髓来源的骨髓间充质干细胞,体外培养骨髓源神经干细胞(Bone Marrow Stroma Cells-derived Neural Progenitor Cells,BM-NPCs),在成功造模第7d,移植体外CD-Dil标记的BM-NPCs。其中,L组和LB组分别进行低频弱磁场(50Hz、5mT)干预,60min/d,连续干预60d。在实验过程中,分别在移植1d、3d、7d、30d和60 d对各组大鼠进行水平爬楼梯评分、Wayne clark行为学评分,并于移植1d、7d和30d取材进行HE染色,观察各组脑组织病理表现;在外伤区,免疫荧光检测移植细胞的神经细胞标志物NeuN、GFAP、β-Ⅲtubulin表达。在体外实验中,使用50Hz、5mT弱磁场对BM-NPCs进行处理,时间为60min/天,连续作用15天,同时设置对照组。细胞免疫荧光技术检测Q-PCR分析BM-NPCs表达Nestin(神经干细胞标志物)、PSA-NCAM、β-Ⅲtubulin(神经元标志物)、ACHE、5-HT、GABA(神经递质)等情况。结果:BM-NPCs移植后第1d,经Wayne clark评分以及水平爬楼梯评分后,各组结果差异无统计学意义(P>0.05);移植后第3d、7d、30d、60d,各组Wayne clark评分、水平爬楼梯评分结果显示,组间比较差异有统计学意义(P<0.05),C组与其他三组比较有明显差异,不同时间点也存在差异,不同处理因素随时间增加而行为学评分的变化趋势不同,其中LB组运动功能评分改善更为明显。HE染色结果显示,造模后第7d,各组大鼠脑损伤灶周围组织血管受压变形、组织肿胀坏死形成。BM-NPCs移植后第7d,C组和L组脑损伤灶周围组织水肿明显减轻,有较大的囊性空洞,周围炎症细胞浸润,神经细胞减少明显;B组和LB组脑损伤灶周围组织水肿较轻,出现范围局限的囊性空洞,可见胶质细胞。移植后第30d,除对照组外,其他三组囊性空洞面积均较少,B组水肿组织消失,LB组脑损伤灶周围组织细胞排类整齐,炎症细胞基本消失。移植后第60d,与对照组相比,各实验组脑损伤组织结构大部分修复。留取标本进行免疫荧光技术检测显示,BM-NPCs移植后第30d,B组和LB组大鼠脑损伤组织周围出现Dil标记的NeuN和β-Ⅲtubulin阳性细胞;移植后第60d,Dil标记的NeuN和β-Ⅲtubulin阳性细胞与脑损伤周围组织融合生长。BM-NPCs移植后第30d和第60d,C组大鼠脑损伤组织周围可见大量GFAP阳性细胞,而L组和LB组较C组少。在体外实验过程中,体外培养的BM-NPCs形成细胞球并经弱磁场干预后,可观察到神经元样细胞出现。免疫荧光技术检测发现体外培养的BM-NPCs Nestin呈阳性表达;对照组和磁场组神经元样细胞Tuj-1和GFAP均呈阳性表达。与对照组相比,Q-PCR结果显示磁场组Nestin、PSA-NCAM、Ach、GABA、5-HT基因表达水平与体外诱导前有显著性差异(P<0.01),弱磁场组β-ⅢtubulinmRNA表达水平显著高于对照组(P<0.05)。结论:低频弱磁能改善脑损伤大鼠患侧爬行功能,也能促进骨髓源神经干细胞移植脑损伤大鼠模型的修复,该过程可能与低频弱磁场上调β-Ⅲtubulin mRNA表达水平促进骨髓源神经干细胞向神经细胞分化有关。