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目的痴呆是正常意识下的人出现全面的认知障碍的获得性综合征。根据发病机理不同,痴呆分为阿尔茨海默病(Alzheime’s disease,AD)、血管性痴呆(vascular dementia,VD)和混合型痴呆。目前,临床诊断的主要方法有解剖和病理检查。AD这种中枢神经系统退行性疾病,病情进展缓慢。患者随着年龄不断增加,逐渐出现认知障碍、语言减少和记忆力丧失等现象。Tau的过度磷酸化导致不溶性神经原纤维缠结(Neurofibrillary tangles,NFTs)产生,影响神经元的正常功能。因此抑制GSK-3β介导的Tau蛋白磷酸化可能有助于改善AD的认知能力。VD是指由脑出血和脑缺血等脑血管病引起脑组织血液供应障碍所致的认知功能障碍综合征。因此,急需探究血管性痴呆的发病机制,探索有效的神经保护剂来治疗VD。银杏内酯B(Ginkgobalide B,GB)是银杏叶提取物的重要活性成分,有增加脑血流量、降低神经炎症和促进学习记忆能力的功效,被公认为是天然的神经保护剂。外泌体(Exosomes,Exo)为一种囊泡小体,直径一般为40-200 nm,携带与靶细胞相关的遗传物质和功能蛋白,从而调节靶基因或蛋白质的表达和受体细胞的功能,具有低免疫原性和生物相容性。本文采用超速离心方法获得血浆来源的血浆外泌体(Pla-Exo)。将Pla-Exo作为新型药物载体,考察其对药物GB的药物递送和装载能力,并分析Pla-Exo对AD小鼠和VD大鼠的学习和记忆障碍的改善作用。探讨Pla-Exo载药和本身功能性的双重治疗效果。方法本文采用超速离心法分离提取Pla-Exo,并通过Western Blot实验、纳米粒径分析仪和原子力显微镜(AFM)对Pla-Exo的特征蛋白、粒径以及表面形态进行表征。本文分别建立了AD模型和VD模型这两个痴呆模型,分别探讨了Pla-Exo对学习和记忆障碍的改善作用。首先在AD模型中,体外采用脑微血管内皮细胞(h CMEC/D3)模拟血脑屏障(BBB)模型评价Pla-Exo对BBB的通透性,小鼠活体成像观察Di I标记Pla-Exo在脑中的荧光强度,总体评价Pla-Exo的脑靶向能力。为了研究Pla-Exo对受损神经元细胞的神经保护作用,通过四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法(MTT法)评价细胞活力,然后对C57/BL6小鼠侧脑室注射冈田酸(Okadaic acid,OA)建立AD模型,连续7天每日腹腔注射200μL Pla-Exo(1.5 mg/m L),免疫荧光染色检测海马组织中神经元细胞凋亡;评价Pla-Exo对OA小鼠认知的影响,通过Morris水迷宫(Morris Water Maze test,MWM)行为学检测各组AD小鼠的学习能力;为了探讨Pla-Exo对GSK-3β介导的tau磷酸化的影响,脑组织免疫荧光染色和Western Blot进行机制证明。其次在VD模型中,为了证实GB是否通过TLR4/NF-κB途径具有潜在的神经保护作用。利用氧-葡萄糖剥夺(oxygen-glucose deprivation,OGD)模型刺激SH-SY5Y细胞后,MTT测定细胞活力,TUNEL法检测凋亡细胞的数量,通过Western Blot实验判断GB的神经保护作用是否与Toll样受体4(TLR4)介导的NF-κB信号通路调节OGD细胞炎性有关,通过额外的脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)处理OGD细胞,并增强了TLR4的表达;在体内通过大鼠的永久性双侧颈总动脉闭塞(BCCAO)制备VD模型,连续14天腹腔注射GB(1 mg/m L),旷场试验(Open field test)测定大鼠运动性活动,Y迷宫(Y-maze test)和水迷宫考察BCCAO大鼠的工作和学习记忆能力;海马组织通过尼氏染色(Nissl)和Neu N免疫荧光染色评估BCCAO诱导的神经元损伤,Western Blot评价TLR4/NF-κB介导的BCCAO大鼠的神经炎症。最后采用外泌体-药物孵育法制备负载GB的GB-Pla-Exo,使用紫外分光光度计(UV)考察GB-Pla-Exo对银杏内酯B的载药效率;通过大鼠活体成像定性考察Pla-Exo可以进入脑内,采用HPLC法,对大鼠脑内GB含量进行定量分析;连续14天腹腔注射GB-Pla-Exo,通过旷场实验和水迷宫探究GB-Pla-Exo是否能够进一步改善BCCAO大鼠学习记忆能力。结果本课题成功提取Pla-Exo,粒子呈球形,形态分布均匀,粒径均一。在AD模型中,血脑屏障(BBB)模型和活体成像实验结果显示,Pla-Exo具有良好的脑靶向能力,能自由跨过BBB,并被转移到小鼠的海马部位。在MTT法中,Pla-Exo通过增加细胞活力来逆转OA诱导的细胞损伤。在12 h、24 h和48 h时,Pla-Exo处理的OA细胞存活率分别为94.3%、72.3%和60.2%。活神经元细胞(Neu N)荧光染色显示,与OA组相比,Pla-Exo组海马区(CA1、CA3和DG)的Neu N荧光强度增强。在水迷宫实验中,Pla-Exo组改善了AD小鼠的游泳行为,增加了穿越平台次数和平台象限百分比并减少潜伏期。Western Blot和Neu N免疫荧光染色结果表明,Pla-Exo增强了GSK-3β(p-Ser9)的表达,降低了tau蛋白(p-Ser396)的活性,进而增强AD小鼠神经元细胞的存活率,减轻了认知障碍。在VD模型中,MTT结果表明,GB组细胞存活率达到86.53%。同时,在TUNEL实验中,GB处理后,TUNEL阳性细胞较少,有效地抑制了细胞的损伤和死亡。Western blot表明,GB降低TLR4并激活SH-SY5Y细胞中的NF-κB炎性信号通路。旷场测试中,GB提高了BCCAO大鼠的自主运动活性;Y-电迷宫中,减少逃逸潜伏期和增加正确反应次数;Morris水迷宫试验中,GB组寻找平台的逃避潜伏期减少。GB组Nissl小体的数量有所增加。免疫荧光发现Neu N的荧光强度提高。Western Blot结果显示,GB降低TNF-α和NF-κB相关蛋白的表达,减少NF-κB参与的BCCAO大鼠神经炎症。通UV检测Pla-Exo对于GB的包封率约38.93%,经过HPLC分析,Pla-Exo增加了大鼠脑内GB的累积含量。通过旷场实验和水迷宫结果表明GB-Pla-Exo组大鼠运动活跃性增强,记忆能力有所改善。结论本文制备的Pla-Exo是一种稳定性好,粒径均一的纳米级囊泡,可以自由跨越BBB进入海马区,抑制GSK-3β参与的Tau蛋白过度磷酸化,提高了神经元的存活率,减轻OA诱导的AD小鼠的的认知障碍。Pla-Exo作为新型药物载体递送系统,成功装载GB并递送到脑部,提高了GB在脑内的积累量,进一步发挥了GB减少TLR4/NF-κB介导的神经炎症,显著提高VD大鼠的学习记忆能力。