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颅脑创伤(traumatic brain injury,TBI)是一种常见的神经外科疾病,具有高发病率、高致死率、高致残率等特点。随着干细胞研究与技术应用水平逐年提高,一个新的治疗思路被提了出来——使用干细胞治疗颅脑损伤。其中人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,hUC-MSCs)因其取材容易兼具增殖和分化能力强等优点成为了治疗中首选治疗材料。实验选取人脐带间充质干细胞,在大鼠颅脑创伤模型、缺血再灌注模型和采用两例人颅脑创伤病例hUC-MSCs移植治疗前后脑脊液标本,对各项病理和生化指标进行评估,同时利用最新的蛋白质组学手段对潜在的病理机制和治疗机制进行了分析和探讨,从而为治疗颅脑创伤提供了新思路。本研究从人脐带华通氏胶(wharton’s Jelly)成功分离出hUC-MSCs,并将绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)以慢病毒转染的方式成功转入hUC-MSCs,经立体定位脑室内移植后发现经过hUC-MSCs移植治疗的TBI大鼠病理结果比模型组要好,脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)和胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)的表达上调,行为学评价也高于模型组。其次,TBI后通常会出现脑水肿,脑水肿可导致局部脑组织供血不足,细胞缺血缺氧,以上双重效用的后果可最终导致充血、缺血、再灌注的病理生理过程,即脑缺血再灌注损伤(Cerebral IschemiaReperfusion injury,CI/R)。本研究发现缺血再灌注模型鼠给予hUC-MSCs移植后白介素-6(interleukin-6,IL-6)的mRNA和蛋白表达下调,而BDNF的mRNA和蛋白表达上调,免疫组化的结果也证实了这一点。另外我们采用了两例颅脑创伤hUC-MSCs移植治疗前和治疗后的脑脊液(Cerebrospinal Fluid,CSF)作为样本,用一种全景式的、高通量的质谱技术—SWATH技术(Sequential Windowed Acquisition of all Theoretical fragment ions)对样本进行了分析,蛋白质组学的实验数据显示,hUC-MSCs移植治疗后与治疗前相比,一共有104种蛋白质表达量发生显著变化,其中上调的蛋白质有37个,下调蛋白质67个。另外,我们针对所有检测到的蛋白质做了GO功能分类和Pathway通路注释,对那些表达量变化明显的蛋白质做了GO富集和Pathway富集分析,结果发现发生差异的蛋白多集中于细胞间起结合作用的蛋白和信号转导作用的蛋白,这些蛋白对神经细胞间联系的重建起着主要作用。经本研究实验证明,hUC-MSCs移植TBI模型大鼠后在大鼠脑内大部分可以存活,并能向脑组织内发生迁移和归巢,脑组织血管有一定程度的恢复,可改善受损组织周围的血液供应,明显减轻损伤灶周围组织水肿程度,减轻缺血再灌注损伤,有益于受损脑组织损伤恢复,其机制可能是通过调节对神经细胞间联系的重建起着主要作用的蛋白,升高脑内营养作用的因素,降低炎症效应的影响,最终使损伤得到治疗。本研究结果为研究中枢神经系统的可塑性提供重要参考指标,从而为临床治疗颅脑创伤提供更有利的理论支持。