研究背景和目的外伤性脑损伤(traumatic brain injury, TBI)在所有人群中都很常见,不分年龄、背景或健康状况。时代发展使得交通事故愈加频繁,TBI必然会成为我国一个沉重的公共卫生问题。影响TBI患者功能恢复的最大障碍是脑实质缺失。虽然脑损伤时机体内源性神经干细胞会增殖,但增殖水平有限且增殖后的存活率很低。促进内源性神经干细胞增殖和存活或许是治疗TBI的一个可行策略。经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation, TMS)是一种无创脑刺激(noninvasive brain stimulation, NBS)技术,通过激活神经元或改变神经元兴奋性而发挥神经调控作用。在恰当的参数下,TMS能影响大脑局部血流,改变局部氧化应激水平,调节神经再塑(neuroplasticity)。另外,有研究提示TMS具有促进神经再生的能力。基于TMS已知的多种作用,结合TBI的病理生理过程,可得出TMS具有治疗TBI潜能的推论。但至今没有用TMS治疗TBI的研究发表,也没有专门的研究探讨TMS是否能影响TBI后内源性干细胞增殖。本研究尝试用重复经颅磁刺激(rTMS)治疗中度TBI大鼠,重点观察大脑内源性神经干细胞增殖情况。方法成年雄性SD大鼠,体重210-260g,用Feeney自由落体打击法造成中度TBI。用改良神经功能缺失评分(mNSS)评价大鼠PO1、PO7、PO14和P028的行为学表现。根据PO1行为评分,将大鼠分层随机分为对照组和经颅磁刺激组(TMS组)。从PO2开始行TMS,参数如下：电压700V,频率5Hz,TMS组每只大鼠每日接受900个脉冲刺激。在PO7、PO14、PO28三个时间点将大鼠分批处死,生理盐水和4%多聚甲醛心脏灌流后取脑,石蜡包埋切片,进行HE和免疫组化染色。利用HE切片测定冠状面脑组织面积,以此计算损伤侧脑组织相对健康侧的减少率。免疫组化染色指标包括细胞增殖标志物BrdU,神经干细胞标志物musashil,成熟神经元标志物NeuN,细胞凋亡标记物caspase-3。少数在PO14处死的大鼠(n=5)取脑后单独剥离SVZ行免疫荧光染色,染色指标包括BrdU、DAPI、DCX(神经元前体细胞标志物)和laminin(血管标志物)。BrdU、NeuN、caspase-3和DCX染色情况用视野内的阳性细胞数评价(阳性细胞密度),musashil用视野内阳性面积占全部脑组织面积的比例评价(阳性面积比)。部分大鼠在P02和P013行18F-FDG micro-PET。结果(1)TMS组意外死亡率有明显低于对照组的倾向(15.79%vs37.14%,p=0.09)。(2)大鼠的mNSS评分在损伤后PO1-PO14逐渐改善,TMS组vs对照组,P07的评分近似(7.00±1.27vs6.20±1.92),而PO14评分有TMS组明显更低的倾向(3.38±1.47vs5.40±1.14,p=0.085)。(3)外伤性脑损伤后大鼠损伤侧大脑半球的脑组织相对减少率逐渐提高,其中P028时TMS组有明显低于对照组的倾向(32.80±3.0%vs38.59±3.2%,p=0.083)。(4)免疫组化染色中,两组损伤侧脑室背外角的BrdU阳性细胞密度在三个时间点均无显著差别；损伤侧脑室背外角musashil阳性面积比从P07到P028逐渐减少,两组间比较,对照组P07时高于TMS组,而P014和P028时低于TMS组,差别都不具有统计学意义；两组损伤灶周边区NeuN阳性细胞密度在三个时间点均无显著差别；损伤灶周边Caspase-3阳性细胞密度,三个时间点对照组的平均值都低于TMS组,其中P014时有对照组明显低于TMS组的倾向(p=0.062)。(5)P014取SVZ进行的免疫荧光染色中,对照组BrdU和DCX阳性细胞密度平均值都低于TMS组,差别没有统计学意义。(6)P02时,对照组和TMS组损伤侧大脑皮层和纹状体代谢水平都较正常侧减低；P013时,两组损伤侧皮层代谢水平都接近于正常侧,而纹状体代谢水平都较正常侧升高。对照组和TMS组之间比较无明显差别。结论对于遭受中度TBI的大鼠,TMS表现出了以下有利趋势：(1)明显降低大鼠TBI后死亡率的趋势,(2)明显改善TBI后行为恢复的趋势,(3)明显减少TBI后损伤侧脑实质丢失的趋势,这些结果与基于已有研究结果和TBI病理生理作出的推论相符,但对于另一个推论,即促进TBI后内源性神经干细胞增殖,本研究结果不能作为支持。TMS对刺激停止后24h的脑局部代谢无明显影响。