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背景成体神经发生终身存在于侧脑室室管膜下区(subventricular zone, SVZ)和海马齿状回(dentate gyrus, DG)等脑内某些特定区域,成体神经干细胞(adult neural stem cells, ANSCs)在脑内的增殖和向着特定表型分化是由它们存在的小生境的特性决定的。在细胞水平,小胶质细胞、星型胶质细胞、室管膜细胞和血管内皮细胞作为ANSCs小生境(niche)的组成部分已有不少的证据；神经免疫系统的组成被提议作为ANSCs勺小生境的组成部分影响ANSCs勺增殖、分化和／或存活。大脑免疫细胞(尤其是小胶质细胞和星型胶质细胞)、外周免疫细胞(尤其是T细胞和巨噬细胞)、神经元和成体神经干细胞相互作用,维持大脑内环境的稳定和自我更新,特别是先天免疫反应,尤其是小胶质细胞介导的免疫网络作为ANSCs小生境最重要的组成部分而引人注目。小胶质细胞是定居在大脑实质的巨噬细胞,它们来自中胚层,而不像其它经典神经胶质细胞来自外胚层,而是源自在大脑发育中侵入的单核细胞。近年来原林教授提出支持储备系统及自体监控系统新学说,认为由中胚层间充质分化成多个器官系统后,所遗留的部分形成遍布全身结缔组织筋膜支架,筋膜以干细胞为中心为其它功能细胞的再生提供细胞支持和储备-称之为支持储备系统；该系统在神经系统和免疫系统的参与下维持机体内环境的稳定和功能状态的调控-称之自体监控系统。小胶质细胞作为ANSCs的支持细胞和小生境细胞,主导神经免疫网络,与ANSCs相互作用,维持ANSCs的自我更新和促使神经发生调控信号倾向,这类小胶质细胞存在/NSCs的小生境中,形成小胶质细胞免疫网络与ANSCs相互作用,其缺乏经典M1小胶质细胞表型却独具M2小胶质细胞表型特性,作为ANSCs的支持细胞和小生境细胞维持大脑内环境的稳定和自我更新。当脑缺血损伤时,小胶质细胞最早参与其炎症反应,小胶质细胞在脑缺血损伤中扮演的是促神经发生或神经保护表型还是神经毒性表型是近年神经科学领域争论最激烈的话题。众所周知,小胶质细胞在不同的条件扮演着神经保护和神经毒性的双重角色,究竟是哪种角色,那就要看他们当时的激活状态和功能表型,虽然早些研究显示小胶质细胞涉及抑制神经发生,抑制神经发生的机制是通过介导促炎因子和趋化因子的产生如IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-18、单核细胞趋化蛋白1和各种各样的氢和氮类的反应。可是现在越来越多的证据证实小胶质细胞作为促神经发生表型在生理和一定的病理条件下支持神经发生的不同阶段,小胶质细胞通过表达主要组织相容性抗原复合物Ⅱ、IFN-γ、IL-4、TGF-β1和产生神经营养因子IGF-1、NGF、BDNF、NT-3、GDNF促使神经发生。新生大鼠出生前后,SVZ和DG区神经发生持续存在,在出生后7天达高峰,可是随着年龄的增加,神经发生增殖能力不断减弱；当新生大鼠在缺血缺氧脑损伤后,神经发生增殖能力再次增强。大鼠出生后新生神经元凋亡和缺血损伤后可以激活ANSCs的机制尚不清楚,有学者认为大鼠出生后新生神经元凋亡是由于神经发生区域神经营养因子支持不足所致,病理损伤后可以上调神经营养因子的表达促使神经发生。本实验使用7日龄新生大鼠双侧颈总动脉夹闭10min,建立新生大鼠短暂脑缺血模型(Bilateral Common Carotid Artery Occlusion,BCCAO),诱导神经发生区域DG和SVZ区的神经发生,通过观察缺血早期DG区小胶质细胞的超微结构变化,和观察缺血不同时间点DG区和SVZ区神经营养因子IGF-1和ANSCs的增殖变化,最后使用IGF-1受体阻断剂,阻断IGF-1的表达,再次观察DG区和SVZ区的ANSCs增殖变化,为临床治疗脑血管疾病提供新的策略。目的研究7日龄新生大鼠短暂脑缺血诱导神经发生,观察小胶质细胞活化介导IGF-1对ANSCs增殖的影响,为内源性ANSCs修复和细胞替代治疗大脑缺血损伤疾病和神经退行性疾病提供新的靶点；也为支持和储备系统新学说提供部分实验依据。1、通过透射电子显微镜技术观察新生大鼠缺血损伤早期对DG区小胶质细胞超微结构影响；2、通过免疫组织化学方法检测缺血损伤不同时间点对新生大鼠DG区和SVZ区神经营养因子IGF-1表达的影响；3、通过免疫组织化学方法检测缺血损伤不同时点对新生大鼠DG区和SVZ区ANSCs增殖的影响4、使用IGF-1阻断剂(JBl)阻断IGF-1的表达后,通过免疫组织化学方法检测,缺血损伤对新生大鼠DG区和SVZ区IGF-1表达的影响5、使用JB1阻断IGF-1表达后,通过免疫组织化学方法检测,缺血损伤对新生大鼠DG区和SVZ区ANSCs增殖变化的影响。方法1、7日龄新生大鼠制作短暂脑缺血模型,分离皮下组织后,再分离颈总动脉和迷走神经,使用动脉夹夹闭双侧颈总动脉10min,作为短暂脑缺血模型(BCCAO);假手术模型(SS),分离皮下组织、颈总动脉和迷走神经,不使用动脉夹夹闭双侧颈总动脉。2、7日龄新生大鼠70只随机分为缺血组(BCCAO)(n=27)、假手术组(SS)组(n=27)、缺血+阻断剂组(BCCAO+JB1)(n=8)和缺血+生理盐水组(BCCAO+SS)(n=8)。短暂脑缺血后连续7d皮下注射IGF-1受体阻断剂JB1作为BCCAO+JB1组,而短暂脑缺血后连续7d皮下注射等量体积的生理盐水作为BCCAO+SS组。3、BCCAO组(n=3)和SS组(n=3),在缺血后1d,利用透射电镜技术观察DG区小胶质细胞的超微结构变化。4、BCCAO组(n=24)和SS组(n=24),在缺血后1d、4d和7d利用免疫组织化学技术观察DG区和SVZ区IGF-1的表达量和ANSCs的增殖变化情况(不同缺血时间点灌注前6h、4h和2h皮下注射BrdU标记ANSCs的增殖)。5、BCCAO+JB1组(n=8)和BCCAO+SS组(n=8),在缺血后连续7d皮下注射JB1,然后利用免疫组织化学技术观察DG区和SVZ区IGF-1表达情况和ANSCs的增殖变化情况(灌注前6h、4h和2h皮下注射BrdU际记ANSCs的增殖)结果1、利用透射电镜技术观察发现,在短暂缺血后早期即缺血后1d新生大鼠DG区小胶质细胞从SS组静息状态的杆状结构变为BCCAO组激活状态的锯齿状结构。2、利用免疫组织化学方法发现,与同时间点SS组比较,缺血后1d、4d、7d的DG区和SVZ区的新生细胞和IGF-1阳性细胞数目均显著增加,差异有统计学意义(P<0.05)3、利用免疫组织化学方法发现,在缺血后连续7d皮下注射JB1, BCCAO+JB1组新生大鼠DG区和SVZ区IGF-1表达缺如,BCCAO+SS组新生大鼠DG区和SVZ区IGF-1表达正常。4、利用免疫组织化学方法发现,在缺血后连续7d皮下注射JB1, BCCAO+JB1组新生大鼠DG区和SVZ区的新生细胞显著减少,与BCCAO+SS组相比,差异有统计学意义(P<0.05)。结论新生大鼠缺血再灌注损伤激活了免疫-神经-内分泌网络(immuno-neuro-endocrine network, INEN),最先激活的是中枢神经系统内的先天免疫细胞即小胶质细胞,尤其最早发生在对缺血敏感的海马区域。本实验发现在缺血早期即在缺血后1d小胶质细胞大量聚集在神经发生的特定区域DG区,其形态也从静息状态的杆状结构变为激活状态的锯齿状结构,其缺乏经典M1小胶质细胞表型的溶酶体结构,表明在缺血早期小胶质细胞就参与神经发生,小胶质细胞形态学结构改变的基础,正好解释了促神经发生即神经保护这一小胶质细胞功能表型；活化的小胶质细胞通过自身表达或通过与星型胶质细胞、神经元、血管内皮细胞或外周的T细胞相互作用上调IGF-1表达,从而促使DG区和SVZ区的ANSCs增殖。当使用IGF-1受体阻断剂后,IGF-1表达被阻断,DG区和SVZ区ANSCs增殖显著减少,提示小胶质细胞活化介导的IGF-1有利于大脑缺血损伤的修复。综上所述,小胶质细胞介导的免疫-神经-内分泌网络与成体神经干细胞相互作用,维持大脑内环境的稳定和自我更新,这为临床治疗脑血管疾病和中枢退行性疾病提供新的思路,也为筋膜学的支持和储备系统理论提供实验支持。