摘要
作为再生领域的前沿科学，MSCs因具有多向分化潜能、强大的旁分泌系统、自动归巢性能及低免疫性，近年来已在疾病治疗与药物递送方面展现出潜在的价值。 目的：本研究基于MGF依靠CXCR4/SDF-1α轴提高bMSCs的归巢效率，并改善其生物学特性。则利用MSCs药物递送平台携载神经保护剂MGF入脑，构建药物与干细胞结合的协同靶向治疗体系，用于脑缺血再灌注损伤的治疗。 方法：（1）探究MGF体外对bMSCs增殖及迁移的影响，并筛选最佳作用时间。通过WB（Wsetern-blot）测定细胞周期蛋白CyclinD1及CXCR4的蛋白表达情况，同时利用免疫荧光染色及qPCR检测CXCR4的表达水平。 （2）考察MGF体外的神经保护作用及其机制。通过WB，Elisa及qPCR测定MGF诱导的bMSCs及RA细胞中NGF及BDNF的表达水平。同时，通过WB和Elisa检测MGF对RM细胞致炎因子TNF-α及抗炎因子IL-10的表达变化。 （3）利用薄膜水化法制备M-MGF胶束，并表征胶束的形态、粒径、稳定性、载药性能、释放行为及体外生物活性。通过M-bMSC摄取M-MGF以构建MGF@M-bMSCs协同体系，筛选体系摄取M-MGF的最佳时间及载药量，考察体系的体外释放能力，并通过体系作用于H2O2损伤PC12细胞验证它的的神经保护作用。 （4）体外通过Transwell实验探究M-bMSCs对于H2O2损伤PC12细胞的迁移能力及其机制，小动物活体成像考察协同体系体内的生物学分布及脑部靶向能力，5-溴脱氧尿嘧啶核苷（BrdU）阳性细胞计数评估协同体系的脑归巢效率。 （5）建立大鼠脑中动脉阻塞模型（MCAO），将实验设置Sham组、Model组、依达拉奉（Edaravone）组、M-MGF组、MGF@bMSCs组、MGF@M-bMSCs组。于治疗后7d取脑考察各组脑梗死体积、含水量、神经功能及组织病理染色（HE染色、尼氏染色、TUNEL染色）情况。验证脑部神经营养因子NGF和BDNF的表达水平，并观察小胶质细胞表型变化及炎症因子TNF-α的表达变化。 结果：（1）20μM的MGF作用bMSCs24h可显著促进细胞增殖和迁移，并提高了细胞周期蛋白CyclinD1及CXCR4的表达水平。说明MGF体外改善了bMSCs的基础生物学性能。 （2）MGF诱导bMSCs及RA细胞24h均不同程度提高了NGF和BDNF的表达水平。此外，MGF可上调LPS诱导的RM细胞中IL-10的表达，而下调TNF-α的表达。表明MGF可促进神经损伤的修复，并阻碍了神经炎症的发生。 （3）制备的M-MGF呈现30nm的均匀球形，载药量可达94.78%，在常温及生理pH下较稳定，且在NS（生理盐水）、PBS7.4及L-DMEM溶质中的粒径和PDI无明显变化，药物释放缓慢恒速，并具有良好的生物活性。协同体系工艺筛选发现M-bMSCs摄取M-MGF的最佳时间为6h，载药量可达178.17pg/cell，体系的体外释放稳定高效，并可提高H2O2损伤PC12的细胞生存率。这表明MGF@M-bMSCs被成功构建且具备良好的性能。 （4）体外Transwell实验表明M-bMSC能朝着H2O2损伤PC12细胞处迁移，并依赖于CXCR4/SDF-1α轴。小动物活体成像发现体系在4h的体内生物学分布明显，且体系的脑部富集能力强。BrdU脑内阳性细胞标记显示M-bMSCs比bMSC具备更强的脑损伤靶向能力。说明经MGF改造的bMSCs载药系统的归巢效率得到显著提升。 （5）MGF@M-bMSCs可恢复神经功能，减小脑梗死体积及脑含水量，改善脑组织病理结构，降低神经元受损程度。深入机制研究发现MGF@M-bMSCs促进了脑损伤部位神经营养因子NGF和BDNF的表达，并调控脑小胶质细胞表型转化，抑制了TNF-α的表达。表明体系可通过修复与重塑神经功能及抑制神经炎症发生来参与脑缺血再灌注损伤的治疗。 结论：MGF改善了体外培养bMSCs的增殖和迁移性能，并促进了神经营养物质的分泌，且具备抗炎作用。经MGF改造的协同体系MGF@M-bMSCs具备高效的载药能力、稳定的体外释放性能及良好的生物活性，其能够靶向富集于脑部病理微环境，并对大鼠脑缺血再灌注损伤产生了理想的治疗效果。
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