研究背景和目的脑血管疾病(cerebral vascular diseases，CVD)为临床常见病之一，是中国人口总体死亡的第三位原因，也是所有血管性疾病致死的首位原因。我国每年死于脑血管病的总人数近300万之多，同时每年还有约200万例新发脑卒中病例。患病后的幸存者有3／4不同程度地丧失劳动能力，给社会和家庭带来极大的精神痛苦和经济负担。其中缺血性脑血管病(ischemic cerebralvascular disease，ICD)占70％左右，在欧美国家比例则达85％之高。治疗ICD目前除了发病急性期6小时内的溶栓治疗，尚没有更为有效的治疗措施，近年来国内外学者在干细胞治疗缺血性脑卒中的基础和临床研究方面取得的研究成果为广大缺血性脑卒中患者带来了希望的曙光。干细胞是具有自我更新、高度增殖和多系分化的细胞群体，能够产生高度分化的功能子细胞。是替代、修复或加强受损、衰老组织及器官的理想种子细胞。骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs)在神经系统疾病的临床前期研究中颇受重视。其易于获得、体外培养能快速扩增、可自体移植、能免疫耐受并能够转染和长期表达外源性基因。干细胞移植能否在对卒中大脑发挥有效的治疗作用?细胞移植后的存活时间有多长?干细胞治疗ICD的确切机制是什么?移植细胞和宿主细胞之间是否建立了某种信息传递方式?目前研究结论尚未达成一致。国内外学者对BMSCs的体外研究做了大量工作并取得较多共识。然而，在临床前期细胞移植后的体内实验研究方面仍然面临着众多困惑，细胞治疗的安全性和有效性方面存在诸多亟待解决的难点。因此，本课题的目的是研究BMSCs脑内移植治疗缺血性脑卒中的效果，探讨BMSCs治疗缺血性脑卒中的可能机制及细胞体内的追踪技术，为干细胞治疗缺血性脑卒中的临床应用提供实验依据。研究内容和方法拟建立大鼠大脑中动脉梗阻(middle cerebral atery occlusion，MCAO)脑缺血模型，采用脑立体定向BMSCs移植的方法进行动态研究。课题研究共分为三部分。第一部分：通过培养近交系Wistar大鼠的BMSCs，进行细胞脑内移植，利用进口电生理仪器监测脑卒中大鼠细胞治疗前后脑电生理的变化并进行统计学分析；第二部分：利用免疫荧光技术、ELISA技术、real-time定量RT-PCR技术以及动物行为学评价体系研究人骨髓间充质干细胞(human bone marrow mesenchymal stem cells，hBMSCs)移植到脑卒中大鼠脑内后细胞的存活时间、迁移、分化、脑内神经营养因子分泌水平的变化以及多角度行为学的变化规律等。第三部分：利用超顺磁性氧化铁离子Feridex标记BMSCs，将Feridex标记的BMSCs移植到卒中脑内后进行高场强磁共振的体内活体追踪，以研究细胞的存活、迁移及对脑梗死体积的影响；从电生理、形态学、功能学及影像学等方面探索BMSCs治疗缺血性脑卒中的机制和依据。研究结果1．脑内移植BMSCs后治疗组和对照组相比可以促进脑电快波的恢复，减少脑梗死后的慢波比例，并且相同监测时间点的脑电图平均波幅有显著提高，细胞的移植促进了实验大鼠的神经兴奋性。2．在细胞移植后的第1、2周细胞大量存活并向病灶迁移，第3周细胞存活数量明显减少，第4周存活细胞极少；hBMSC在大鼠脑内没有明确表达MAP2、GFAP和GalC等神经细胞的特异蛋白。3．神经营养因子的测定结果显示，治疗组和对照组四种神经营养因子的表达水平在细胞移植后的不同时间点均有不同程度的显著差异，但在第4周均没有统计学的差异。4．行为学方面BMSCs移植治疗10天后治疗组大鼠的运功功能、感觉功能以及学习记忆能力均有不同程度的改善。5．磁共振追踪显示移植后第14天BMSCs有向缺血灶边缘迁移、弥散的趋势，但是细胞移植不能影响大鼠脑梗死体积的变化。结论BMSCs脑内移植可以显著改善脑缺血大鼠神经功能的恢复，提高大鼠脑电生理的神经兴奋性；移植细胞在大鼠脑内可以向病灶周围迁移，但是细胞存活有一定时限性；BMSC在大鼠脑内没有明确分化为神经细胞，但是可以在细胞移植后的一段时间内促进卒中脑内的神经营养因子分泌水平增高，从而发挥神经保护的作用；超顺磁性氧化铁标记干细胞移植后进行磁共振活体追踪有利于了解干细胞移植后的存活和迁移，是分子影像学的发展方向。