背景和目的:创伤性脑损伤（Traumatic brain injury,TBI）是指暴力作用于头部造成脑组织器质性损伤,其发病率逐年增加,死亡率、致残率高,是世界重大公共卫生问题之一。随着医疗技术的进步,特别是急诊医学和重症医学的发展,颅脑损伤的总体存活率也在不断提高,但随之因颅脑损伤带来的神经功能缺损、认知障碍患者也越来越多,给社会和家庭带来沉重的负担。创伤性脑损伤按照损伤发生的时间分为原发性损伤和继发性损伤。原发性损伤是由外力直接作用,而继发性损伤是由原发性损伤触发的一系列生物化学反应引起的组织二次损伤,其损伤机制非常复杂,包括兴奋性神经毒性、自由基增加、细胞内钙超负荷、炎症反应、细胞凋亡等。原发性损伤是不可逆的,而继发性损伤是可以挽救的。目前的治疗方法仍然仅限于手术减压和支持治疗,其中针对中枢神经修复的支持治疗主要是神经保护药物、神经调控和康复训练。神经保护药物主要是针对改善颅内微环境;神经调控主要是促进神经元兴奋或者抑制,改变轴突的输出等;康复训练可以促进中枢环境内多种神经生长相关因子表达,增强神经内在生长能力,诱导神经再生环境产生。由于中枢神经系统的神经再生能力非常有限,药物、神经调控和康复训练等治疗很难达到患者的预期值。神经元是神经系统结构和功能的基本单位。研究表明神经干细胞（Neural stem cells,NSCs）是一种具有分化潜能和自我更新能力的细胞,不仅能产生新的神经干细胞,也能分化为神经元和胶质细胞修复损伤脑组织,还能分泌神经营养因子,调节神经微环境。因此,神经干细胞移植治疗成为再生医学界的研究热点。然而,如何调控神经干细胞向特定方向分化而又不过度增殖,如何确保神经干细胞在损伤部位长期与宿主组织整合等问题均无可靠的解决方案。近年来,渐有辅助药物联合干细胞移植治疗的研究报道,但多集中于治疗效果的比较,对其具体机制的研究甚少。课题组前期研究发现,Orexin-A对脑损伤昏迷大鼠具有神经保护和促进觉醒的作用,且电刺激可增加下丘脑外侧Orexin-A的分泌,并通过抑制氧化应激、炎症和凋亡从而减轻脑损伤程度。然而,Orexin-A是否影响脑损伤后神经干细胞的神经再生尚不清楚。本研究旨在探讨体外Orexin-A对脑外伤炎症微环境中神经干细胞生物学行为的影响,及体内Orexin-A联合神经干细胞移植对大鼠脑损伤修复的作用。方法:本研究首先在体外使用脂多糖（Lipopolysaccharide,LPS）构建脑外伤炎症损伤模型,通过CCK-8检测细胞增殖水平;Transwell实验用于观察神经干细胞迁移能力;细胞爬片HE染色观察神经干细胞的损伤情况;Griess试剂盒用于检测NO的释放水平;Western blot用于检测通路相关蛋白p-Ik Bα、Ik Bα、p-P65、P65、P38、p-P38、Erk、p-Erk、JNK、p-JNK的表达水平;q RT-PCR用于检测下游炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α的m RNA表达水平,从而探讨Orexin-A对LPS诱导的神经干细胞炎症反应的作用及其可能机制。随后,在正常生理条件下和LPS诱导的炎症微环境中采用Western blot和细胞爬片免疫荧光检测神经干细胞分化标志物Tuj1、GFAP、Olig2的表达水平;Western blot检测通路相关蛋白β-catenin、TCF-1的表达水平;q RT-PCR检测通路下游靶基因C-Myc、Cyclin D1、MMP-9的m RNA表达水平,从而探讨炎症微环境中Orexin-A对神经干细胞分化的影响及其可能机制。最后,构建Feeney落体脑损伤模型,通过组织HE染色观察大鼠脑组织形态变化;尼氏染色观察脑损伤后神经元的变化;q RT-PCR检测神经营养因子BDNF的m RNA表达水平;m NSS评分评估大鼠神经功能缺损;定位航行实验和空间探索实验观察大鼠认知障碍情况,从而探索Orexin-A联合神经干细胞移植对大鼠脑损伤修复的作用。结果:LPS诱导体外炎症损伤模型研究结果提示:Orexin-A可以促进神经干细胞体外增殖,且最适浓度为10-1μM;Orexin-A可以降低炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α的m RNA表达水平,减轻LPS诱导的炎症损伤;Orexin-A可以上调IKBα的表达,下调p-P65、p-IKBα的表达,可能参与抑制LPS诱导的NF-κB信号通路激活;Orexin-A可以下调p-P38、p-Erk的表达,可能参与降低LPS诱导的MAPK/P38/Erk（1/2）通路磷酸化。正常生理情况下,Orexin-A对神经干细胞分化标志物Tuj1、GFAP、Olig2的表达水平无明显影响;但在炎症微环境中,Orexin-A可以上调Tuj1的表达,促进神经干细胞向神经元分化。在炎症微环境中,Orexin-A可以上调细胞核中β-catenin和TCF-1的表达,下调细胞浆中β-catenin的表达,提示炎症微环境中Orexin-A可能参与调控Wnt/β-catenin信号通路促进神经干细胞分化。构建SD大鼠脑外伤模型,探索Orexin-A联合神经干细胞移植对大鼠脑损伤修复的作用。研究结果显示:Orexin-A联合神经干细胞移植可以减轻脑组织炎性细胞浸润,水肿,空泡变性;减少尼氏小体解体;降低脑损伤大鼠m NSS评分;缩短定位航行实验的逃逸潜伏期;增加空间探索实验第I象限的时间占比及穿越水平台次数。结论:（1）Orexin-A可能通过调节NF-κB和MAPK/P38/Erk通路的磷酸化来减轻脂多糖诱导的神经干细胞的炎症反应。（2）炎症微环境状态中,Orexin-A可能通过激活Wnt/β-catenin通路,促进神经干细胞向神经元分化。（3）Orexin-A联合神经干细胞移植改善脑损伤大鼠的神经功能和认知功能的效果优于单一的NSC移植和Orexin-A治疗。