载bFGF及BDNF的多功能PLGA纳米粒子协同神经干细胞治疗缺血性脑卒中的实验研究

The recovery of neurological function after ischemic stroke is an urgent and difficult problem in the worldwide. Transplantation of neural stem cell is the treatment direction of this issue. However, for the poor niche, neural stem cells are difficult to survival and growth. The supplement of exogenous neurotrophic factors is one of the most promising strategies, but due to the presence of the blood-brain barrier, these neurotrophic factors are difficult to enter into the brain. The nanoparticles modified with transferrin can cross the blood-brain barrier which provides a theoretical basis for our research. We have synthesized PLGA nanoparticles, produced the murine MCAO/R model, and developed a mouse artery administration system, these provide necessary conditions for this topic. This project will further synthesise a transferrin modified and bFGF, BDNF and SPIO encapsulated PLGA-PLL-PEG nanoparticle. At the same time, the transferrin receptor, EGFP and FLuc will transfect into neural stem cells by lentivirus. So, this multifunctional PLGA nanoparticles have the ability both cross the blood brain barrier and identify these modified neural stem cells. This particle can release bFGF and BDNF and help neural stem cells to survival, growth and differentiation in the brain. Also, the distribution and migration of this PLGA nanoparticle in the brain and the relationship between this nanoparticle and neural stem cells will be studied. By the analysis of the neurological function of these mouse, the mechanism of this bFGF and BDNF loaded multifunctional PLGA nanoparticle combine neural stem cell in the treatment of ischemic stroke will be explore.

缺血性脑卒中后神经功能恢复是一个亟待解决的世界性难题，神经干细胞移植是其治疗方向。但移植后的局部微环境差，缺乏生长因子，神经干细胞难以存活及生长。补充外源性神经生长因子是最有希望的策略之一，但由于血脑屏障的存在，神经生长因子难以进入脑内。经转铁蛋白修饰的纳米粒子能穿过血脑屏障，成为治疗缺血性脑卒中新的药物递送系统，这为我们的课题提供了理论基础。前期我们已合成载药PLGA纳米粒子，构建了小鼠MCAO/R模型，并开发了小鼠动脉给药系统，为本课题开展提供了必要条件。本项目将进一步合成经转铁蛋白修饰并包封bFGF、BDNF和SPIO的PLGA-PLL-PEG纳米粒子，同时将转铁蛋白受体、EGFP和FLuc经慢病毒系统转染神经干细胞，使这种多功能PLGA纳米粒子既能穿过血脑屏障有能靶向性识别并作用于神经干细胞，协同其修复及替代受损的神经组织，探讨其机制及信号通路，为缺血性脑卒中提供新的治疗策略。

缺血性脑卒中后神经功能恢复是一个亟待解决的世界性难题，神经干细胞移植是其治疗方向。但移植后的局部微环境差，缺乏生长因子，神经干细胞难以存活及生长。补充外源性神经生长因子是最有希望的策略之一，但由于血脑屏障的存在，神经生长因子难以进入脑内。经转铁蛋白修饰的纳米粒子能穿过血脑屏障，并能靶向识别经转铁蛋白受体修饰的神经干细胞；同时，这种携带神经生长因子的纳米粒子为神经干细胞存活、增值及分化提供营养，最终改善MCAO/R模型功能。.我们通过系统实验，合成了经转铁蛋白修饰并包封bFGF、BDNF和SPIO的PLGA-PLL-PEG纳米粒子；同时将转铁蛋白受体、EGFP和FLuc经慢病毒系统转染神经干细胞；另外一方面，我们构建了小鼠MCAO/R模型，将经过修饰改造后的小鼠神经干细胞进行动脉移植，同时对多功能PLGA纳米粒子在MCAO/R模型小鼠上进行静脉移植；最后我们将小鼠进行活体生物荧光显像及核磁共振成像，同时对小鼠神经运动功能评分及脑梗死体积测定。. 通过对实验的分析，我们有重要结果：（1）经Tf 的修饰多功能PLGA纳米粒子透过血脑屏障的效率明显增高；（2）这种纳米粒子能靶向性识别移植的神经干细胞；（3）这种纳米粒子能使明显增强神经干细胞的存活、增殖及分化能力；（4）PLGA 纳米粒子联合神经干细胞能明显改善缺血小鼠的行为学及功能，脑梗死面积缩小。. 我们的关键数据包括：经过多功能PLGA 纳米粒子联合神经干细胞治疗后，MCAO/R模型小鼠的行为学评分为9.133±1.42，较对照组的11.53±1.13明显降低；脑梗死面积789±25.3，较对照组的1441±23.1明显降低缩小。. 我们项目的科学意义在于：功能化的PLGA 纳米粒子能协同神经干细胞能够治疗缺血性脑卒中，为缺血性脑卒中提供了新的治疗策略。