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涡虫可以从一个很小的身体片段再生成一个完整的个体，这种特殊功能是由于它们体内存在的全能干细胞可以分化成已缺失的所有细胞种类，因而表现出极强的再生能力。三角涡虫去头损伤是一种良好的神经损伤再生模型，而且建模容易，实验周期短。在涡虫神经损伤的修复过程中，对外界的刺激特别敏感，磁场作为弱物理因素可能对其神经再生产生影响。近年来，越来越多的研究证明磁场能够促进高等动物中枢神经和外周神经损伤后有髓神经髓鞘、轴索的恢复，神经水肿在短时间内消失。已有研究表明：磁场能兴奋深部的外周神经组织及大脑和脊髓神经，诱导轴突延伸并指导其生长方向，从而促进中枢和外周神经损伤后的神经再生和功能恢复。深入研究发现磁场可以使神经生长因子膜受体在神经元细胞膜上重新分布，改变Ca2+通道活性导致神经兴奋性提高，诱导神经干细胞分化和雪旺细胞增殖，激活神经营养因子的基因表达。关于磁场促进神经损伤后修复的分子机制目前尚不明确，本实验以三角涡虫去头损伤为神经再生模型，在整体、细胞和分子水平研究不同频率和不同强度的恒定磁场对三角涡虫切割后神经再生过程的影响及其机制。分析磁场对三角涡虫神经再生有丝分裂、神经纤维延伸、蛋白表达图谱、神经再生相关蛋白类的表达的影响，探索磁场对中枢神经再生影响及其分子机制，进一步阐明磁场促进神经修复中所涉及的各因素之间的相瓦作用和调控机制。
研究内容与方法：
1、通过观察涡虫去头切割后眼点出现频率确定三角涡虫再生的最佳环境因素，找出磁场作用的窗口效应并最终确定对神经再生具有最明显促进作用的磁场条件。
2、选择最佳的磁场作用条件，在组织和细胞水平上，采用常规组织石蜡切片后，HE染色、胆碱酯酶染色、蛋白免疫荧光等技术，对比观察磁场组和对照组在不同时段的神经再生修复差别，包括细胞有丝分裂活跃性、创面愈合的速度、新生神经纤维的长度、神经元胞体直径及新生脑神经中枢面积等各项指标参数。
3、在最明显的磁场作用条件下，提取去头再生48h后，磁场组和对照组涡虫的可溶性及难溶性蛋白，利用双向电泳技术分离涡虫再生过程中的总蛋白，染色后蛋白图谱应用ImageMaster 2D P1atinum 5.0图像分析软件对比分析磁场组和对照组蛋白图谱，筛选差异表达蛋白点。
4、应用免疫印迹(Western blot)方法验证和检测磁场作用后部分与神经再生相关的差异蛋白(微管蛋白、微丝蛋白、神经肽Y、S-100)的表达情况，比较磁场组和对照组蛋白表达的差异。
实验结果：
1、三角涡虫去头损伤后再生的最佳环境条件确定：避光培养、选用前饥饿三天、培养温度20℃。
2、6Hz不同强度磁场对三角涡虫去头损伤后再生完成的影响：旋转频率为6Hz不同强度(0.02T、0.05T、0.1T、0.2T、0.4T、0.55T)恒定磁场，每次暴磁一个小时，每天暴磁两次。结果发现： 0.02T、0.05T、0.1T磁场组在损伤后60小时、66小时、70小时、72小时、84小时内眼点出现(再生完成)的涡虫数目均明显增多，平均再生完成的时间明显缩短，与对照组相比，差异具有显著性(P<0.05)，当磁场强度增至0.4T后，则有抑制头部再生的趋势(P>0.05)。
3、0.02T不同旋转频率磁场对三角涡虫去头损伤后再生完成的影响：磁场强度为0.02T，不同旋转频率(0Hz、3.6Hz、6Hz、8Hz、12Hz)恒定磁场，每次暴磁一个小时，每天暴磁两次。结果发现：与对照组相比，6Hz磁场组在损伤后55-72小时完成再生的涡虫数目明显增加(P<0.05)；三角涡虫神经再生完成的高峰期提前约6小时。3.6Hz磁场组在损伤后65-72小时完成再生的涡虫数目明显增加(P<0.05)；静磁场在损伤后72小时完成再生的涡虫数目也明显增加(P<0.05)。而8Hz、12Hz磁场组在损伤后72小时完成再生的涡虫数目未见明显增加(P>0.05)。
磁场促进三角涡虫神经再生作用具有明显的剂量和频率窗口效应，0.02T，6Hz磁场的促进效应特别显著(p<0.01)。
4、6Hz，0.021、暴磁后三角涡虫神经损伤再生过程中组织学变化：图象分析显示：0-66小时磁场组伤口愈合明显加快，眼点出现时间提前，前端新生组织内新生神经纤维长度增加，约为对照组的2倍，神经元胞体直径增大，与对照组比较，均具有显著性差异(P<0.05)。
5、6Hz，0.02T暴磁后三角涡虫神经损伤神经再生差异表达蛋白的分析：涡虫去头损伤后48小时，分别提取对照组和磁场组蛋白，经双向电泳后蛋白图谱差异分析表明：磁场组的可溶性蛋白表达上调点19个，下调点19个，不匹配点15个；难溶性蛋白(膜蛋白)表达上调点11个，下调点35个，不匹配点8个，并且在等电点为偏酸性和偏碱性两个低分子区域相对集中，这些蛋白在生物体环境中带有电荷，容易受到磁场的影响。磁场作用对三角涡虫神经再生中的蛋白表达图谱影响明显。
6、6Hz，0.02T暴磁后三角涡虫神经损伤再生过程中微管蛋白(β-Tubulin)表达的变化：免疫荧光结果显示，磁场组创面后的再生芽基区域有丝分裂相中期细胞数(β-Tubulin显示纺锤体)明显高于对照组(P<0.05)。免疫印迹分析结果显示，β-Tubulin表达量在损伤初期(6小时)，磁场组的有轻微下调，在24小时，明显高于对照组，为显著性差异(P<0.05)，48小时表达上调差异非常显著(P<0.01)，66h神经再生完成期间，二者差异不大。结果表明损伤后24-48小时β-Tubulin表达量明显增加，促进三角涡虫神经再生。
7、6Hz，0.02T暴磁后三角涡虫神经损伤再生过程中神经丝蛋白s-100和神经肽Y表达的变化：在损伤后6小时磁场组的神经肽Y的表达量明显高于对照组(P<0.05)，磁场可以提高再生中神经肽Y的表达。磁场组与对照组的神经丝蛋白s-100的表达差异不显著(P>0.05)。
结论：
1、低频低强度的旋转恒定磁场可以明显提高三角涡虫的神经再生完成速度，具有典型的频率窗口效应和剂量窗口效应，6Hz，0.02T的磁场促进作用最强。
2、6Hz，0.02T的磁场促进去头损伤三角涡虫细胞有丝分裂，诱导神经纤维延伸，进而加速断面愈合。
3、6Hz，0.02T的磁场作用后三角涡虫神经再生中的蛋白表达图谱明显改变，完全差异表达的蛋白和表达量出现上下调变化的蛋白质集中分布在偏酸性和偏碱性中低分子量区域。
4、磁场对神经再生相关蛋白表达的影响：微管蛋白β-Tubulin和神经肽Y的含量明显提高，而神经元烯醇化酶、s-100未见明显影响，提示微管蛋白β-Tubulin和神经肽Y的表达量与磁场促进涡虫神经损伤修复密切相关。如进一步揭示磁场促进涡虫神经损伤修复的分子机制尚需对本实验中获得的差异表达蛋白进行筛选和验证。